TW202317981A - 具有改進聲學性質的超音波系統和裝置 - Google Patents

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齊里安 蘇利文
胡瑟因 卡肯 歐顧茲
安東尼 布洛克
麥可 柯洛伊
湯瑪士 塔特
德雷克 岡瑟
布萊恩 比爾庫蕭
庫泰 厄斯塔納
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美商艾克索影像股份有限公司
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Abstract

可藉由在成像系統或裝置中包含多槽介質來減少或消除由該等系統及裝置產生之聲學成像假影。多槽材料可安置於該成像系統或裝置之聲學反射組件與該成像系統或裝置之超音波換能器之間。包含導熱且非導聲之多槽介質可減少聲學成像假影同時維持或改進成像系統及裝置內之熱管理。

Description

具有改進聲學性質的超音波系統和裝置
本申請案大體上係關於一種超音波成像裝置及其製造方法。
超音波成像係一種用於醫療及非破壞性檢測之常見技術。超音波系統及裝置通常包括超音波換能器,該超音波換能器能夠產生聲能並將聲能沿著傳輸軸線傳輸至聲學異質目標物質中,且偵測自目標物質反射之聲能以沿著聲波傳輸軸線產生影像。當經傳輸聲能波遇到具有第一聲阻抗(Z 1)之目標物質之第一部分與具有第二聲阻抗(Z 2)之目標物質之第二部分之間的介面時,可能發生經傳輸聲能之部分或完全反射。可用來判定經反射聲能波之振幅之反射係數(R)可使用方程式(1)來計算:
Figure 02_image001
方程式(1)
然而,超音波系統及裝置之效能可能受到超音波探針換能器之直接環境及/或超音波掃描之目標物質內的聲雜訊源之不利影響。當超音波能波在兩個或更多個平行聲反射器之間反射時,可能產生混響(reverberation (reverb))假影。在一些情況下,可藉由改變聲波傳輸至目標物質之角度來減輕包括平行聲反射器之目標物質中之混響假影的有害效應。然而,此等策略僅可在可改變超音波換能器相對於平行聲反射器之角度時採用。存在解決其中混響假影係由聲雜訊源引起之情形的長期且尚未解決之需求,對於該等情形,經傳輸超音波之入射角不容易改變。
例如,由超音波掃描目標(例如,目標物質)外部之源引起之超音波成像假影可能呈現獨特挑戰,此係因為調整超音波裝置或系統之設計以解決此等障礙可能涉及實質效能權衡及設計折衷。本文中描述可關於由超音波掃描裝置內之聲學混響引起之假影改進超音波掃描效能的系統、裝置及方法。在各種態樣中,系統、裝置及方法可降低聲學混響對超音波掃描品質之影響,同時亦超越與熱管理、成本及/或探針幾何約束有關之競爭性設計約束。例如,本文中描述之一些實施例包含多槽(multisink)介質(例如,可注入多槽介質400),該多槽介質可改進超音波系統或裝置之超音波換能器(例如,與超音波系統或裝置之聲學反射組件)之聲學隔離,同時改進系統或裝置之探針內之熱傳導。
在各種態樣中,一種成像裝置包括:積體電路基板;多槽介質,其與該積體電路基板接觸;及一或多個微機電(MEMs)超音波換能器,其耦合至該積體電路基板。在一些情況下,該成像裝置進一步包括散熱器。在一些情況下,該散熱器包括金屬。在一些情況下,該金屬係鋁。在一些情況下,該多槽介質與該散熱器接觸。在一些情況下,該多槽介質至少部分安置於該一或多個MEMs換能器與該散熱器之間。在一些情況下,該裝置進一步包括耦合至該積體電路基板之殼體。在一些情況下,該多槽介質與該殼體接觸。在一些情況下,該多槽介質至少部分安置於該一或多個MEMs換能器與該殼體之間。在一些情況下,該多槽介質係可注入的。在一些情況下,該多槽介質具有至少29 g/min之流率。在一些情況下,該多槽介質具有至少40 g/min之流率。在一些情況下,該多槽介質具有至少1.5瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。在一些情況下,該多槽介質具有至少3.7瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。在一些情況下,該多槽介質具有至少6.4瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。在一些情況下,該多槽介質具有至少0.5 mm之厚度。在一些情況下,該多槽介質具有至少1.0 mm之厚度。在一些情況下,該多槽介質具有至少1.5 mm之厚度。在一些情況下,該成像裝置進一步包括背襯材料。在一些情況下,該背襯材料包括背襯層壓板。
在進一步態樣中,一種製造成像裝置之方法包括以下步驟:藉由將該成像裝置之第一組件耦合至積體電路基板而形成內腔;將一或多個微機電(MEMs)超音波換能器耦合至該積體電路基板;及將多槽介質注入至該內腔中。在一些情況下,該第一組件包括聲學反射材料。在一些情況下,該第一組件直接耦合至積體電路基板。在一些情況下,該第一組件係散熱器。在一些情況下,該散熱器包括金屬。在一些情況下,該多槽介質與該散熱器接觸。在一些情況下,該第一組件包括殼體。在一些情況下,該多槽介質與該殼體接觸。在一些情況下,該多槽介質至少部分安置於該一或多個MEMs換能器與該第一組件之間。在一些情況下,該多槽介質係可注入的。在一些情況下,該多槽介質具有至少29 g/min之流率。在一些情況下,該多槽介質具有至少40 g/min之流率。在一些情況下,該多槽介質具有至少1.5瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。在一些情況下,該多槽介質具有至少3.7瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。在一些情況下,該多槽介質具有至少6.4瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。在一些情況下,該多槽介質在注入之後具有至少0.5 mm之厚度。在一些情況下,該多槽介質在注入之後具有至少1.0 mm之厚度。在一些情況下,該多槽介質在注入之後具有至少1.5 mm之厚度。在一些情況下,該方法進一步包括將背襯材料耦合至該積體電路基板之步驟。在一些情況下,該背襯材料包括背襯層壓板。在一些情況下,該背襯材料至少部分安置於該第一組件與該一或多個MEMs超音波換能器之間。
本文中揭示用於改進超音波成像應用中之聲學及熱管理之系統、裝置及方法。構成超音波成像系統及裝置之幾何結構及材料可能產生多種潛在競爭性設計約束,包含熱管理及聲學假影減少。遠離成像系統或裝置之溫度敏感電子組件(例如,超音波成像系統或裝置之探針頭)之熱傳遞通常在現有儀器中藉由併入導熱金屬散熱器來處置,該等金屬散熱器充當用於由該等電子組件產生之熱之管道。不幸的是,金屬散熱器可能產生聲學假影,包含混響假影,該等聲學假影可能起因於由超音波裝置之換能器(例如,超音波探針頭之換能器)產生之超音波能(例如,超音波波形或型樣)反向行進穿過裝置之主體,從金屬散熱器(及/或可反射超音波能之其他組件)反射,且返回至裝置之偵測換能器。同時,可能存在於成像系統或裝置之內腔或空間中之許多隔音材料(諸如空氣)並未有效率地傳導熱能,從而降低遠離成像系統或裝置之熱敏內部組件(諸如超音波探針頭中之處理器及積體電路)之熱傳導的總效率。如本文中所描述,可包括能夠有效率地傳導熱能且同時吸收或消散聲能(例如,超音波能)之物質(例如,包括陶瓷顆粒之聚矽氧基膏或油灰)的多槽介質400可經併入至成像系統及裝置中以同時改進成像換能器之熱管理及聲學隔離。在許多情況下,可以可注入或可模製膏或油灰形式使用之多槽介質400可容易填充成像系統或裝置中(例如,超音波探針頭中)之不規則形狀的腔、間隙或空間,從而提供熱通量(例如,自電組件至金屬散熱器或殼體,除產生聲學假影之可能性之外,其等可能不容易經製造以填充此等腔、間隙及空間)之更大的橫截面積,且容許聲學反射材料之更緊密及/或完整之輪廓化(例如,聲學隔離)。
如本文中所描述,成像系統或裝置100可包含經組態以傳輸及/或接收超音波能(例如,以超音波波形或超音波波形群組或型樣之形式)之硬體及/或軟體。在許多情況下,目標物質(例如,目標組織)之全部或一部分之影像可藉由用成像裝置或系統(例如,本文中所描述之成像裝置或系統之超音波換能器)處理及/或分析超音波能(例如,超音波波形或超音波波形型樣)來產生。在一些情況下,本發明之實施例可關於成像裝置及系統,例如,包括微機電系統(MEMs)超音波換能器之非侵入式超音波成像裝置及系統。在一些情況下,超音波換能器可包括MUT (例如,具有單一隔膜或薄膜之換能器單元(例如,「像素」))。在一些情況下,超音波系統或裝置包括換能器元件,該換能器元件可包括經群組以一起作為一個運作之複數個換能器單元。在一些情況下,超音波換能器可將經接收超音波能(例如,經接收超音波波形或型樣)轉換成電信號或型樣。在一些情況下,超音波裝置或系統可經組態以將由換能器產生之電信號或型樣自經接收超音波波形或型樣轉換成目標物質之全部或一部分之影像。
如圖1中所展示,成像系統或裝置100可包括換能器102。成像系統或裝置100之換能器102可包括一或多個換能器元件104 (例如,複數個換能器元件,例如配置成陣列)。在一些情況下,成像系統或裝置100之換能器102可包括複數個換能器元件104。換能器元件104可包括複數個換能器單元,該複數個換能器單元可各自包括壓電微機械超音波換能器(pMUT)或電容式微機械超音波換能器(cMUT)。pMUT或cMUT可例如在目標物質之成像中基於光聲或超音波原理進行操作。換能器元件104或其之部分(例如,換能器單元)可用來產生超音波壓力波(例如,超音波能),該超音波壓力波傳播通過目標物質,該目標物質可包括生物組織(例如,包括人類或動物之骨骼、血流及/或(若干)器官)及/或其他物質或塊體。換能器元件104或其之部分(例如,換能器單元)可用來接收超音波能(例如,其已自目標物質之一部分反射)。在許多情況下,換能器元件104或其之部分可經組態以將經接收超音波能轉換為電信號。在一些情況下,成像系統或裝置100可將信號(例如,超音波波形或型樣)傳輸至目標物質(例如,主體或其部分)中且接收自目標物質(例如,主體或其部分)反射之信號(例如,超音波波形或型樣)。在一些情況下,成像系統或裝置可經組態以同時傳輸及接收超音波能(例如,包括一或多個超音波波形或型樣)。
換能器(或複數個換能器) (諸如pMUT或cMUT)可例如在利用半導體晶圓製造程序之方法中有效率地形成於基板260上。與習知換能器(例如,傳統塊材(bulk)壓電(PZT)換能器)相比,pMUT換能器元件及像素可建置於半導體基板260 (例如,積體電路基板)上,與傳統PZT換能器基板相比,半導體基板260可體積較小、製造成本較低、複雜度較低,且可具有較高效能的電子/換能器互連。在許多情況下,包括pMUT之成像系統及裝置100可容許操作頻率之較大靈活性且可產生較高品質影像。
在一些情況下,基板260 (例如,積體電路基板)可包括半導體晶圓。在一些情況下,半導體晶圓之長度可為6英寸、8英寸、12英寸、6英寸至8英寸、8英寸至12英寸、6英寸至12英寸、小於6英寸,或大於12英寸。在一些情況下,半導體晶圓可藉由在矽基板上形成一或多個二氧化矽(SiO 2)層來製造。半導體晶圓之製造中之進一步處理可包含金屬層或路徑之添加(例如,包括沈積或蝕刻之程序),以例如用作待耦合至半導體晶圓積體電路基板260之電子組件之互連件及接合墊。在一些情況下,可將腔蝕刻至積體電路基板260中。
成像系統或裝置100可包括特定應用積體電路(ASIC),該ASIC可包括用於換能器之操作、經傳輸超音波波形或型樣之形成及/或由換能器在接收(例如,經反射)超音波能(例如,來自目標物質或其部分)時產生之電子信號之處理的電子器件。在一些情況下,ASIC可包括一或多個傳輸驅動器、感測電路系統(例如,以處理對應於經接收超音波能之電能,該經接收超音波能可能已在自待成像物件或物質反射回之後由換能器接收(例如,回波信號))及/或其他處理電路系統,以控制與成像系統或裝置100之功能相關聯之其他操作。在一些情況下,ASIC可形成於基板260 (例如,半導體晶圓,諸如半導體晶圓積體電路基板)上。在一些情況下,ASIC可定位成緊密靠近成像系統或裝置100之換能器(例如,pMUT或cMUT)元件或像素(例如,定位於成像系統或裝置100內),以例如減少寄生損耗。例如,ASIC可定位成距換能器(例如,換能器元件陣列) 50微米或更少。ASIC可直接耦合至成像系統或裝置100之基板260 (例如,半導體晶圓積體電路基板)。在一些情況下,ASIC直接耦合至相同於成像系統或裝置100之換能器所直接耦合至之積體電路基板260 (例如,半導體晶圓基板)。例如,成像系統或裝置100之換能器可耦合至積體電路基板260,ASIC例如使用低溫壓電材料濺鍍及/或與ASIC相容之其他低溫處理製造於積體電路基板260上。在一些情況下,ASIC間接耦合至積體電路基板260 (例如,半導體晶圓基板),積體電路基板260直接耦合至成像系統或裝置100、200、250之換能器(例如,經由堆疊式晶圓至晶圓互連)。例如,ASIC可直接耦合至間接耦合至換能器之第一積體電路基板260 (例如,其中該第一積體電路基板直接耦合至第二積體電路基板260,第二積體電路基板260直接耦合至換能器)。在一些情況下,ASIC (或耦合至ASIC之積體電路基板260)可與換能器元件或陣列(或耦合至換能器元件或陣列之半導體晶圓基板260)在空間上分開達小於100微米。在一些情況下,ASIC可具有類似於或相同於pMUT換能器(例如,包括pMUT元件)之佔用面積。ASIC可經由互連件耦合至換能器。
成像系統或裝置100、200、250之一或多個換能器104 (例如,一或多個換能器元件或像素)可經組態以依特定頻率及頻寬(或在一頻率範圍內及運用一頻寬範圍)傳輸或接收超音波信號(例如,超音波能,例如,以超音波壓力波或波形型樣之形式)。在一些情況下,換能器104 (或換能器元件陣列)可經組態以依複數個頻率及頻寬(例如,包括第一中心頻率(及第一頻寬)及一或多個額外中心頻率(具有一或多個對應額外頻寬))傳輸或接收信號(例如,超音波能,例如,以超音波壓力波或波形型樣之形式)。在一些情況下,換能器104 (例如,換能器陣列、元件或像素)可發射(例如,傳輸)或接收具有自0.1百萬赫(MHz)至100 MHz (例如,自0.1 MHz至1.8 MHz,自1.8 MHz至5.1 MHz,或高於5.1 MHz)之中心頻率的超音波信號。在一些情況下,超音波信號(例如,超音波波形、型樣或壓力波)可藉由採用一或多個傳輸通道108以用處於換能器陣列102 (例如,或換能器元件104或像素之群組)之一或多個換能器對其作出回應之頻率的電壓脈衝驅動該一或多個換能器而產生。在許多情況下,例如當期望目標物質或其部分之成像時,此可引起將超音波波形自換能器元件104發射(例如,傳輸)朝向目標物質。在一些情況下,超音波波形可包含自成像裝置之一或多個對應換能器元件傳輸之一或多個超音波壓力波,例如,其中該等壓力波係同時或實質上同時傳輸。超音波能(例如,其由換能器傳輸朝向目標物質,例如,以波形或型樣之形式,如本文中所描述)可行進朝向、進入及/或穿過目標物質。在許多情況下,經傳輸超音波能之全部或部分可反射回至換能器102。在許多情況下,例如自目標物質或其部分反射回至換能器102之超音波能可由換能器102接收。由換能器102接收之超音波能(例如,在反射回至換能器102之後)可透過換能器102處之壓電效應轉換成電能(例如,電信號)。一或多個接收通道110可收集由換能器102產生之電能(例如,作為將超音波能轉換為電信號之結果)。在一些情況下,一或多個接收通道110可處理電能。在一些情況下,由換能器102產生(例如,且由接收通道110收集)之電能可經傳輸至運算系統或裝置112例如以供處理,此可包含可顯示之影像之產生。
成像系統或裝置100、200、250可包括控制電路系統106,控制電路系統106可包括控制器。成像系統或裝置100、200、250之控制電路系統106可經組態以控制(例如,操作)成像系統或裝置100、200、250之一或多個換能器元件104或換能器單元。在一些情況下,控制電路系統106可經組態以操作換能器元件104以接收反射回至換能器元件104之超音波能(例如,包括超音波壓力波),且基於經接收超音波能產生電信號。在一些情況下,成像系統或裝置100、200、250之控制電路系統106可包括一或多個傳輸通道108及一或多個接收通道110。在一些情況下,控制電路系統可包括波束成形電路系統。在一些情況下,控制電路系統106包括特定應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)、系統單晶片、處理器、記憶體(例如,非暫時性記憶體及/或暫時性記憶體)、電壓源、電流源、一或多個放大器(例如,一或多個運算放大器)、一或多個數位轉類比轉換器及或一或多個類比轉數位轉換器。在一些情況下,換能器104可耦合至(例如,本文中所描述之傳輸通道之)一或多個傳輸驅動器電路及/或(例如,接收通道之)低雜訊放大器。在一些情況下,傳輸通道可包含傳輸驅動器。在一些情況下,接收通道可包括一或多個低雜訊放大器。在一些情況下,傳輸及接收通道可各自包含多工及位址控制電路系統,以例如能夠將特定換能器元件及換能器元件組啟動、撤銷啟動或置於低功率模式。
成像系統或裝置100、200、250可包括運算系統112 (例如,運算裝置112),如本文中所描述。在一些情況下,運算系統或裝置可包括處理器、記憶體(例如,非暫時性記憶體及/或暫時性記憶體)、通信電路系統(例如,無線或有線通信埠及/或通信模組)、電池及/或顯示器。運算系統或裝置112可與控制電路系統106及/或一或多個換能器元件、像素或陣列102整合在一起(例如,耦合至控制電路系統106及/或一或多個換能器元件、像素或陣列102)。在一些情況下,運算系統或裝置112可包括耦合至單一基板260 (例如,晶片)例如作為單一系統單晶片(SoC)或安置於相同殼體內的複數個組件(例如,本文中所描述之組件,諸如控制電路系統、換能器及/或多槽介質400)。在一些情況下,成像系統或裝置100、200、250之運算系統或裝置112可耦合至控制電路系統、換能器及/或多槽介質400但與其等實體上分開(例如,未與其等定位於相同晶片上或相同殼體中)。
在一些情況下,成像系統或裝置可經組態以依控制功率消散而不超過成像裝置之溫度限制,同時維持所需影像品質之方式傳輸觸發(firing) (例如,超音波波形自換能器元件朝向、進入或穿過目標物質之傳輸)。在一些情況下,可動態地控制(例如,由控制電路系統106)傳輸及/或接收通道之數目或模式,以例如降低功率消耗及/或降低裝置中過熱之風險。在一些情況下,在操作中成像系統或裝置100、200、250之傳輸通道108之數目及/或接收通道110之數目在成像系統或裝置100、200、250之整個操作中係恆定的。在一些情況下,在操作中傳輸通道之數目在成像系統或裝置100、200、250之整個操作中並非恆定的。例如,在成像系統或裝置100、200、250之換能器陣列之整個操作中或在該操作期間之任何時刻,具有配置成具有N行及M列之二維空間陣列(例如,配置成正交之列及行或配置成非對稱(或交錯)直線陣列)之換能器元件104的成像系統可採用多達N個傳輸通道及/或接收通道,多達M個傳輸通道及/或接收通道,多達N x M個傳輸通道及/或接收通道。例如,換能器元件104之一子集可用於給定超音波掃描或超音波掃描之部分。在一些情況下,換能器元件可耦合至傳輸通道108及接收通道110兩者。例如,換能器元件104可經組態以產生及傳輸超音波脈衝且接著例如藉由將經反射超音波能轉換成電能來偵測該脈衝之回波。在一些情況下,複數個換能器104可耦合至相同的一或多個傳輸通道108及/或相同的一或多個接收通道110。在一些情況下,換能器104之各者可耦合至不同傳輸通道108及/或不同接收通道110。在一些情況下,任何或全部換能器元件104可耦合至傳輸通道108或接收通道110之任一者但非兩者。
如本文中所描述,成像系統或裝置100、200、250可包括多槽介質400 (例如,在具有或缺乏傳輸及/或接收通道之動態控制之系統及裝置100中),以例如改進熱管理及/或減少成像假影(例如,起因於成像系統或裝置100、200、250之聲學反射組件之混響假影)。
圖2係根據一些實施例之具有可選擇性調整之特徵之成像裝置100、200、250的示意圖。僅舉例而言,成像裝置200、250可類似於圖1之成像裝置100。成像裝置100、200、250可包括超音波醫療探針。
如圖2中所展示,成像系統或裝置100、200、250或其之部分(例如,成像系統或裝置100、200、250之探針)可包括殼體231 (例如,手持式殼體),例如,殼體231可容置換能器202及相關聯電子器件。在一些情況下,成像系統或裝置100、200、250或其之部分(例如,成像系統或裝置100、200、250之探針)可包括電池238,以例如為成像系統或裝置100、200、250或其部分之一或多個組件供電,例如,如圖2中所展示。在一些情況下,成像系統或裝置100、200、250或其部分(例如,如圖2中所展示)可包括能夠使用配置成2D陣列,視情況建置於基板260 (例如,矽晶圓積體電路晶圓)上(例如,耦合至基板260)之pMUT換能器元件進行二維(2D)及/或三維(3D)成像的可攜式成像裝置。在一些情況下,一或多個換能器(例如,換能器陣列)可(例如,直接或間接)耦合至特定應用積體電路(ASIC) 106,ASIC 106可幫助控制換能器操作之參數,例如,如本文中所描述。儘管未在圖2中明確展示,但成像系統或裝置100、200、250或其部分(例如,如圖2中所展示)可包括多槽,該多槽可安置於殼體內,例如,在換能器(及/或ASIC、及/或基板260,諸如積體電路基板260)與散熱器、殼體或圖2中所展示之一或多個額外組件之一或多者之間。
如圖2中所展示,成像裝置100、200、250可包括一或多個換能器202。在一些情況下,一或多個換能器202可包括一或多個換能器元件陣列,例如,其中換能器202可經組態以傳輸及/或接收超音波能(例如,超音波壓力波)。
在一些情況下,成像裝置100、200、250可包括塗佈層222以例如用作換能器202與目標物質(例如,待由成像裝置100、200、250將超音波能傳輸穿過之人體或其他塊體或組織)之間的阻抗匹配介面。在一些情況下,塗佈層222可為透鏡或例如可在經設計具有與所要焦距一致之曲率時用作透鏡。在一些情況下,使用者可在使塗佈層222與目標物質之表面接觸之前將凝膠施覆至目標物質之表面(例如,至活體之皮膚),以例如改進塗佈層222與目標物質之表面之介面處的阻抗匹配。在一些情況下,如本文中所描述之匹配阻抗可改進塗佈層222與目標物質之表面之介面處的聲能傳導(例如,在傳輸至目標物質中期間抑或在接收自目標物質反射之聲能期間),且可降低聲能之損耗(例如,振幅)。塗佈層222可為平坦層以例如最大化聲學信號自換能器202 (例如,之平坦陣列)至人體之傳輸,且反之亦然。在一些實施例中,塗佈層222可具有等於待在換能器202處產生之聲壓波(acoustic pressure wave)之波長之四分之一(例如,25%)的厚度。
成像裝置100、200、250可包括控制電路系統106。控制電路系統106可包括例如用於控制一或多個換能器202之一或多個處理器。在一些情況下,控制電路系統106包括特定應用積體電路(ASIC)或ASIC晶片。在一些情況下,ASIC或ASIC晶片可包括一或多個處理器。在一些實施例中,控制電路系統106可例如藉由凸塊例如以堆疊式組態耦合至一或多個換能器102。在一些情況下,控制電路系統可經組態以例如基於測試像素之缺陷及/或改變掃描模式或以其他方式調整換能器102之操作的期望而(例如,選擇性地)操作及/或調整傳輸通道108及/或接收通道110之操作。在一些情況下,成像裝置100、200、250可包括例如用於控制成像裝置100、200、250之一或多個組件之一或多個處理器226。一或多個處理器226可經組態以控制一或多個換能器元件之操作(例如,與控制電路系統106協調或獨立於控制電路系統106),以處理電信號(例如,基於由換能器元件接收之經反射超音波能),及/或產生信號(例如,以引起正由運算裝置(諸如運算裝置112)之一或多個處理器成像之目標物質或其部分之影像的復原)。在一些情況下,一或多個處理器226可經組態以執行與成像裝置100、200、250相關聯之其他處理功能。(若干)處理器226可體現為任何類型之(若干)處理器。例如,一或多個處理器226可體現為(若干)單或多核處理器、(若干)單或多插槽處理器、(若干)數位信號處理器、(若干)圖形處理器、(若干)神經網路電腦引擎、(若干)影像處理器、(若干)微控制器、(若干)場可程式化閘陣列(FPGA),或(若干)其他處理器/控制電路。
成像裝置100、200、250可包括(若干)電路228,電路228可包括類比前端(AFE) (例如,用於處理/調節信號)。在一些情況下,類比前端228可體現為經組態以與控制電路系統106及成像裝置之其他組件(諸如處理器226)介接之任何電路或若干電路。例如,類比前端228可包含例如一或多個數位轉類比轉換器、一或多個類比轉數位轉換器及/或一或多個放大器。
成像裝置100、200、250可包括多槽介質400及/或聲吸收層230 (例如,用於吸收由換能器202產生且朝向電路228傳播之聲能),例如,如圖3、圖4、圖5及圖6中所繪示。多槽介質400 (及在一些情況下,聲吸收層)可吸收在相反方向上發射(例如,由換能器202在遠離塗佈層222之方向上發射)之超音波能,該超音波能否則可被反射且干擾影像之品質(例如,透過(若干)假影(諸如混響假影)之產生)。例如,(若干)換能器202 (例如,其可經安裝於基板260上)可與多槽介質400接觸(例如,其中多槽介質400至少部分安置於換能器陣列202之全部或一部分與成像裝置100、200、250之另一組件(諸如殼體231、散熱器268、背襯層壓板及/或聲吸收器230)之全部或一部分之間)。在一些情況下,(若干)換能器202可安裝於基板260上且耦合至聲吸收層230 (例如,經由一或多個黏著層262),該聲吸收層視情況具有背襯層壓板(例如,金屬反射器,諸如鋁背襯層壓板或鎢背襯層壓板,如圖3中所展示)。
如本文中所描述,多槽介質400可具有獨特地有利於包含於成像系統及裝置100、200、250中之性質。例如,多槽介質400可為導熱的且非導聲的(例如,吸收或消散超音波能)兩者。在許多情況下,通常未展現良好熱傳導之吸音層230可連同通常具聲學反射性之一或多個散熱器268一起最佳用於成像裝置100、200、250中。多槽介質400亦可為可變形的或能夠流動(例如,可注入或可模製),此可容許將多槽介質400填充至成像裝置100、200、250中之腔、間隙或空間270中,從而容許換能器202後方之組件(例如,安置於與塗佈層222及/或目標物質相反之方向上)之更廣泛聲學隔離及成像裝置100、200、250之熱敏組件與外部組件(例如,殼體231)及/或可具聲學反射性之導熱組件(舉例而言,諸如散熱器268)之間的更大接觸面積(例如,熱通量之橫截面積)。例如,與聲吸收層230相比,多槽介質400可容許成像裝置100、200、250之聲學反射組件之更完全包圍,聲吸收層230可包括墊、層壓板或膜且可能並非可注入的、可模製的或能夠流動至例如聲學反射組件周圍之腔、間隙或空間270中。雖然圖3、圖5或圖6中未明確展示多槽介質400,但考慮該多槽介質400,成像裝置100、200、250之一或多個腔、間隙或空間270 (舉例而言,諸如圖3、圖5及圖6中所展示之一或多個腔、間隙或空間270)可部分地或完全地填充有多槽介質400,且本文中所描述或本申請案之圖中所描繪的一些或全部聲吸收層230及/或散熱器268可由多槽介質400替換。
在一些情況下,成像裝置100、200、250包括多槽介質400及聲吸收層230 (及視情況背襯層壓板)。雖然圖3描繪聲吸收層230及背襯層壓板232 (例如,金屬背襯,諸如鋁背襯或鎢反射器),但例如可省略或替換(例如,由多槽介質400)此等組件之一者或兩者,其中成像裝置100、200、250之其他組件(例如,多槽介質400)實質上防止超音波在遠離塗佈層222之方向上自換能器202傳輸。例如,成像裝置100、200、250可包括沒有聲吸收層230及視情況沒有背襯層壓板之多槽介質400,例如,如圖4、圖5及圖6中所展示。在一些情況下,使用多槽介質400例如取代背襯層壓板232可簡化成像裝置100、200、250之組件之製造及/或降低其成本。
圖3展示包括聲吸收層230之成像裝置250之實施例。如本文中所描述,成像裝置250可包括多槽介質400,例如其中多槽介質安置於腔270內(例如,部分地或完全地填充腔270)及/或其中多槽介質替換背襯層壓板232、黏著層262及/或聲吸收層230之一或多者。如圖3中所展示,可為本文中所描述之超音波成像系統或裝置100、200之部分之成像裝置250可包括塗佈層222,塗佈層222可為透鏡或可用作透鏡。如圖3中所展示,塗佈層222可位於更靠近成像裝置250之遠端處作為(若干)微機電(MEMs)換能器202,MEMs換能器202可(例如,直接)耦合至ASIC 106。可包括控制電路系統之ASIC 106可耦合至基板260 (例如,積體電路基板,諸如印刷電路板(PCB))。ASIC 106可包含成像裝置250之一些或全部電子組件,該等電子組件可包含電池238、記憶體236、通信電路系統232、處理器226、AFE 228及/或埠234。在一些情況下,成像裝置250之組件(例如、塗佈層222、換能器202、ASIC 106及/或基板260)可擱置於一或多個黏著層262、吸收層230及/或背襯層壓板232 (其可包括反射器,諸如鎢反射器)上或可直接或間接耦合至一或多個黏著層262、吸收層230及/或背襯層壓板232。
如圖4中所展示,多槽介質400可安置於成像裝置100、200、250之一或多個腔、間隙或空間270內。在一些情況下,多槽介質400可填充成像裝置100、200、250之一或多個腔、間隙或空間270 (例如,圖5或圖6中所展示之腔270)之全部或一部分。在一些情況下,多槽介質可安置於殼體231及散熱器268內。在一些情況下,多槽介質可與成像裝置100、200、250之殼體231接觸。在一些情況下,多槽介質可與成像裝置100、200、250之一或多個散熱器268接觸。在一些情況下,多槽介質400可安置於成像裝置100、200、250之一或多個散熱器268與基板260 (例如,其可包括印刷電路板)之間。在一些情況下,多槽介質400可與成像裝置100、200、250之基板260接觸。雖然圖4中未展示為接觸,但多槽介質400可安置於ASIC 106 (例如,包括控制電路系統)與成像裝置100、200、250之散熱器268或殼體231之間。在一些情況下,多槽介質400可安置於換能器202 (例如,換能器陣列、元件或像素)與成像裝置100、200、250之散熱器268或殼體231之間。應理解,在一些實施例中,圖6中所展示之成像裝置250之腔270可部分地或完全地填充有多槽介質400,且一或多個聲吸收層230及/或一或多個黏著層262及/或一或多個背襯層壓板可與多槽介質400接觸。
如圖3、圖4、圖5及圖6中所展示,根據各項實施例,散熱器268及/或殼體可擱置於成像裝置250之基板上或直接耦合至該基板。在一些情況下,此等組態可提供多槽介質400可安置於其中之一或多個腔、間隙或空間270。在一些情況下,此等組態容許散熱器268及/或基板260機械地支撐成像裝置250之一或多個組件(例如,而非多槽介質400)。
在一些情況下,成像裝置100、200、250可包括例如用於例如與諸如運算裝置之外部裝置傳達資料(包含控制信號) (例如,透過埠234或無線收發器)之通信單元232。成像裝置100、200、250可包括例如用於儲存用於成像裝置之組件(例如,處理器及/或換能器)之操作之資料及/或指令的記憶體236 (例如,非暫時性記憶體)。記憶體236可體現為能夠執行本文中所描述之功能之揮發性或非揮發性記憶體或資料儲存器(例如,如本文中所描述)。在一些情況下,記憶體236可儲存可在成像裝置100、200、250之操作期間採用之各種資料及軟體,諸如作業系統、應用程式、程式、程式庫及/或驅動程式。
在一些情況下,成像裝置100、200、250可包含例如用於為成像裝置之一或多個組件(諸如換能器、處理器及/或記憶體)提供電力之電池238。電池238可包含電池充電電路,該等電池充電電路可為無線或有線充電電路。根據一些實施例,成像裝置100、200、250可包含指示所電池電量消耗且可用來組態成像裝置以最佳化電源管理以改進電池壽命的量計。額外地或替代地,根據一些實施例,成像裝置100、200、250可由外部電源(例如,用於從壁裝電插座為成像裝置供電之插頭)供電。
在各項實施例中,成像裝置100、200、250可包括不同的合適外觀尺寸。在一些實施例中,包含換能器202之成像裝置100、200、250之一部分可自成像裝置100、200、250之其餘部分向外延伸。成像裝置100、200、250可體現為任何合適的超音波醫療探針,諸如凸陣式(convex array)探針、微型凸陣式探針、線性陣列探針、陰道內探針、直腸內探針、手術探針或手術中探針。
圖7A至圖7C展示多槽介質400 (例如,在換能器與成像系統或裝置100、200、250之一或多個額外組件(諸如散熱器、金屬背襯或殼體)之間)之併入對掃描品質及掃描假影之效應。圖7A展示測試目標物質(包括針靶、線靶及囊腫)之掃描,其中金屬背襯(在此情況下,鋁背襯)經耦合至所利用之成像裝置100、200、250之積體電路基板260 (例如,經由黏著劑) (以例如提供遠離像ASIC及換能器之電子組件之最大熱傳遞)。掃描展示顯著混響假影;歸因於沖洗,可能無法辨別測試物質目標或特徵。圖7B展示使用相同掃描設定之相同測試目標物質之掃描,其中在電子組件(包含積體電路基板260)與鋁散熱器之間利用多槽介質400。掃描展示全部目標之清晰特徵及測試物質中之特徵而幾乎沒有混響假影。圖7C展示使用相同掃描設定之相同測試目標物質之掃描,其中在電子組件(包含積體電路基板260)與鋁散熱器之間利用空氣背襯。掃描展示全部目標之清晰特徵及測試物質中之特徵而幾乎沒有混響假影。
圖8A至圖8C展示變化厚度之多槽介質400 (例如,在換能器與成像系統或裝置100、200、250之一或多個額外組件(諸如散熱器、金屬背襯或殼體)之間)之併入對掃描品質及對掃描假影之效應。圖8A展示以5.1 MHz之中心頻率使用成像裝置100對測試目標物質(包括針靶、線靶及囊腫)之掃描,成像裝置100包括安置於成像裝置之積體電路基板260與鋁散熱器之間之具有0.5 mm之厚度的多槽介質400。掃描展示在影像中僅具有輕微混響假影條紋之清晰可辨的測試物質目標及特徵。此等結果展示優於沒有多槽介質400之掃描結果(例如,如圖7A中所展示)之顯著改進。圖8B展示惟多槽介質400之厚度係1.0 mm除外,使用相同掃描設定及儀器條件對相同測試物質之掃描。掃描展示優於圖8A中所展示之掃描結果之顯著改進,多槽介質400之增加的厚度導致具有全部目標之清晰特徵及測試物質中之特徵而幾乎沒有混響假影的影像。圖8C展示惟多槽介質400由空氣背襯替換(例如,成像裝置100之換能器與散熱器之間的空氣填充間隙代替多槽介質400填充間隙)除外,使用相同掃描設定及儀器條件對相同測試物質之掃描。掃描展示類似於圖8B中所展示之結果之結果,其中全部目標之清晰特徵及測試物質中之特徵在影像中顯而易見,而幾乎沒有混響假影。總之,此等結果展示0.5 mm或更小之多槽介質400厚度足以改進超音波掃描品質(例如,減少混響假影),其中品質在小至1.0 mm之多槽介質400厚度下改進(例如,作為減少的內部聲學反射及混響假影之結果)至理想狀況。此等結果表明,1.5 mm (例如,+/-0.25 mm)之多槽介質400厚度足以衰減或消除來自處於中頻段或高中心頻率之任何掃描條件之全部混響假影。
圖9A至圖9C展示使用具有較低中心頻率之掃描,變化厚度之多槽介質400 (例如,在換能器與成像系統或裝置100、200、250之一或多個額外組件(諸如散熱器、金屬背襯或殼體)之間)之併入對掃描品質及對掃描假影之效應。圖9A展示以1.8 MHz之中心頻率使用成像裝置100對測試目標物質(包括針靶、線靶及囊腫)之掃描,成像裝置100包括安置於成像裝置之積體電路基板260與鋁散熱器之間之具有0.5 mm之厚度的多槽介質400。掃描展示在影像中僅具有輕微混響假影條紋之清晰可辨的測試物質目標及特徵。此等結果展示優於沒有多槽介質400之掃描結果(例如,如圖7A中所展示)之顯著改進。圖9B展示惟多槽介質400之厚度係1.0 mm除外,使用相同掃描設定及儀器條件對相同測試物質之掃描。掃描展示優於圖9A中所展示之掃描結果之顯著改進,多槽介質400之增加的厚度導致具有全部目標之清晰特徵及測試物質中之特徵而幾乎沒有混響假影的影像。圖9C展示惟多槽介質400由空氣背襯替換(例如,成像裝置100之換能器與散熱器之間的空氣填充間隙代替多槽介質400填充間隙)除外,使用相同掃描設定及儀器條件對相同測試物質之掃描。掃描展示類似於圖9B中所展示之結果之結果,其中全部目標之清晰特徵及測試物質中之特徵在影像中顯而易見,而幾乎沒有混響假影。總之,此等結果展示0.5 mm或更小之多槽介質400厚度足以改進超音波掃描品質(例如,減少混響假影),其中品質在小至1.0 mm之多槽介質400厚度下改進(例如,作為減少的內部聲學反射及混響假影之結果)至理想狀況。此等結果表明,1.5 mm (例如,+/-0.25 mm)之多槽介質400厚度足以衰減或消除來自處於低中心頻率之任何掃描條件之全部混響假影。 換能器
在一些情況下,本文中所描述之系統、裝置或方法可包括一或多個壓電微機械超音波換能器(pMUT)。在一些情況下,本文中所描述之系統、裝置或方法可包括一或多個電容式微機械超音波換能器(cMUT)。壓電微機械超音波換能器(pMUT)可形成於基板260 (諸如半導體晶圓(例如,印刷電路板(PCB)))上。構造於半導體基板260上之pMUT元件可提供尺寸小於具有更龐大壓電材料之龐大習知換能器的輪廓。在一些情況下,pMUT亦可製造成本較低及/或可容許換能器與超音波裝置或系統之額外電子器件之間的不太複雜且較高效能之互連。
可包含pMUT及/或cMUT之微機械超音波換能器(MUT)可包含隔膜(例如,在例如薄膜邊緣處附接至成像裝置之內部之一或多個部分(例如,超音波探針)的薄膜)。相比之下,傳統塊材壓電(PZT)元件通常由單塊固體材料組成。例如,此等傳統PZT超音波系統及裝置之製造成本可能昂貴,因為以恰當間距切割及安裝構成PZT超音波系統及裝置之PZT或陶瓷材料需要極大精度。另外,與PZT系統及裝置之傳輸/接收電子器件之阻抗相比,傳統PZT超音波系統及裝置可具有明顯較高的換能器阻抗,此可能不利地影響效能。
在一些情況下,一或多個換能器元件104可經組態以依特定頻率或頻寬(例如,其中該頻寬與中心頻率相關聯)傳輸及/或接收信號。在一些情況下,一或多個換能器元件可進一步經組態以依額外中心頻率及頻寬傳輸及/或接收信號。此等多頻換能器元件104可被稱為多模態元件104,且可在一些實施例中用來擴展成像系統或裝置100之頻寬。換能器元件或像素104可經組態以依合適中心頻率(例如,自0.1百萬赫(MHz)至100 MHz)發射(例如,傳輸)及/或接收超音波能(例如,超音波波形、型樣或壓力波)。在一些情況下,換能器或像素104可經組態以依0.1 MHz至1 MHz、0.1 MHz至1.8 MHz、0.1 MHz至3.5 MHz、0.1 MHz至5.1 MHz、0.1 MHz至10 MHz、0.1 MHz至25 MHz、0.1 MHz至50 MHz、0.1 MHz至100 MHz、1 MHz至1.8 MHz、1 MHz至3.5 MHz、1 MHz至5.1 MHz、1 MHz至10 MHz、1 MHz至25 MHz、1 MHz至50 MHz、1 MHz至100 MHz、1.8 MHz至3.5 MHz、1.8 MHz至5.1 MHz、1.8 MHz至10 MHz、1.8 MHz至25 MHz、1.8 MHz至50 MHz、1.8 MHz至100 MHz、3.5 MHz至5.1 MHz、3.5 MHz至10 MHz、3.5 MHz至25 MHz、3.5 MHz至50 MHz、3.5 MHz至100 MHz、5.1 MHz至10 MHz、5.1 MHz至25 MHz、5.1 MHz至50 MHz、5.1 MHz至100 MHz、10 MHz至25 MHz、10 MHz至50 MHz、10 MHz至100 MHz、25 MHz至50 MHz、25 MHz至100 MHz,或50 MHz至100 MHz的中心頻率傳輸或接收超音波能。在一些情況下,換能器或像素104可經組態以依0.1 MHz、1 MHz、1.8 MHz、3.5 MHz、5.1 MHz、10 MHz、25 MHz、50 MHz或100 MHz之中心頻率傳輸或接收超音波能。在一些情況下,換能器或像素104可經組態以依至少0.1 MHz、1 MHz、1.8 MHz、3.5 MHz、5.1 MHz、10 MHz、25 MHz、50 MHz或100 MHz之中心頻率傳輸或接收超音波能。在一些情況下,換能器或像素104可經組態以依至多0.1 MHz、1 MHz、1.8 MHz、3.5 MHz、5.1 MHz、10 MHz、25 MHz、50 MHz或100 MHz之中心頻率傳輸或接收超音波能。 多槽介質 400
本文中所描述之成像裝置或系統(例如,超音波成像裝置或系統)可包括多槽介質400。多槽介質400可為非導聲的(例如,不傳導超音波能)。多槽介質400可為非聲學反射的(例如,不反射超音波能)。例如,在一些實施例中,多槽介質400可部分或完全抑制聲能(例如,超音波能)之傳導及/或反射。在一些情況下,多槽介質400可部分或完全吸收或以其他方式消散聲能(例如,超音波能)。多槽介質400可為導熱的。多槽介質400可包括導熱且非導聲兩者之物質。
在許多情況下,多槽介質400可吸收入射超音波波形或型樣之一些或全部能量(例如,非導聲)。例如,多槽介質400可包括能夠降低入射超音波波形或型樣之能量的物質。在許多情況下,多槽介質400可包括能夠吸收由本文中所描述之成像裝置或系統之超音波換能器產生的入射聲能之全部或一部分的物質。在一些情況下,多槽介質400經安置於超音波換能器與聲學反射材料(諸如成像裝置或系統之殼體231、散熱器268及/或基板260)之間,以例如減少自除了目標物質或其部分以外之物質反射朝向成像裝置或系統之換能器之聲能(例如,自構成成像裝置或系統之一部分之聲學反射材料反射之聲能)的傳輸。在一些情況下,包括金屬之物質可具聲學反射性。在一些情況下,多槽介質400可不含金屬。在一些情況下,多槽介質400可不含金屬氧化物。例如,在一些實施例中,多槽介質400可不包括金屬顆粒(例如,鋁顆粒)。
多槽介質400可包括膏或油灰。在一些情況下,多槽介質400可包括填料。在一些情況下,多槽介質400可包括膠帶、片材或膜。在一些情況下,多槽介質400可包括墊。
在一些情況下,多槽介質400可包括彈性體。例如,多槽介質400可包括聚矽氧彈性體或聚矽氧基彈性體。在一些情況下,聚矽氧彈性體或聚矽氧基彈性體可組合所要可變形性質(例如,在室溫下流動及/或注入或擠出之能力)與高熱導率之高性質(例如,此可起因於聚矽氧之熱導率)。多槽介質400可包括能夠至少部分抑制超音波能之傳播之材料。在一些情況下,多槽介質400可包括能夠至少部分吸收超音波能之材料。例如,多槽介質400可包括陶瓷材料。在一些情況下,多槽介質400可包括陶瓷填充聚矽氧彈性體(或陶瓷填充聚矽氧基彈性體)。在一些情況下,多槽介質400可包括分散於多槽介質400之塊體內的顆粒。例如,多槽介質400可包括包含陶瓷顆粒之聚矽氧彈性體。在一些情況下,包括陶瓷顆粒之聚矽氧基彈性體可為膏或油灰。
在一些情況下,多槽介質400能夠變形或流動(例如,在室溫下)。在室溫下可變形或能夠流動(例如,在室溫下可注入)之多槽介質400可用於填充成像系統或裝置100、200、250內(例如,成像裝置或系統之探針內之腔,諸如完全或部分包圍成像裝置或系統之散熱器之腔內)之不規則形狀的幾何結構。在一些情況下,可將多槽介質400注入至成像系統或裝置100、200、250或其之部分之腔、間隙或空間270中(例如,其中多槽介質400接觸散熱器及/或印刷電路板)。在一些實施例中,可將多槽介質400添加至成像裝置或系統或其之部分(例如,與成像裝置或系統探針之散熱器及/或印刷電路板接觸)。例如,多槽介質400可為可注入的或可模製的(例如,在室溫下)。在一些情況下,多槽介質400可具有25克/分鐘(g/min)至45 g/min之流率。在一些情況下,多槽介質400可具有25 g/min至30 g/min、25 g/min至35 g/min、25 g/min至40 g/min、25 g/min至45 g/min、30 g/min至35 g/min、30 g/min至40 g/min、30 g/min至45 g/min、35 g/min至40 g/min、35 g/min至45 g/min,或40 g/min至45 g/min之流率。在一些情況下,多槽介質400可具有25 g/min、30 g/min、35 g/min、40 g/min或45 g/min之流率。在一些情況下,多槽介質400可具有至少25 g/min、至少30 g/min、至少35 g/min、至少40 g/min、至少45 g/min之流率。在一些情況下,多槽介質400可具有至多30 g/min、至多35 g/min、至多40 g/min或至多45 g/min之流率。在一些情況下,多槽介質400具有非牛頓(non-Newtonian)黏度(例如,具有剪切稀化性質)。在一些情況下,多槽介質400具有時間相依黏度(例如,具有觸變性質)。在一些情況下,作為或包括彈性體之多槽介質400可為可變形的或能夠流動。例如,在一些實施例中,作為彈性體之多槽介質400可為可注入的或可模製的。
在一些情況下,可變形或能夠流動(例如,可注入或可模製)之多槽介質400可容許在其中原本不容易或可能無法改進熱傳遞之成像系統或成像裝置之部分中改進熱傳遞。例如,成像系統及成像裝置或其之部分(例如,超音波換能器探針),尤其是獲益於減小的或小型化的總尺寸之成像系統及成像裝置中(例如,在手持式超音波換能器探針頭中)之熱傳遞通常藉由傳統散熱器(例如,金屬散熱器,諸如鋁散熱器區塊)來促進,該等傳統散熱器可由成像系統或裝置之其他潛在熱敏組件支撐、附接至該等其他潛在熱敏組件、與該等其他潛在熱敏組件接觸,或靠近該等其他潛在熱敏組件但不與其接觸,可需要單獨地製造而可能或必然地形成成像系統或裝置或其之部分中的(例如,空氣填充)腔、間隙或空間。此等腔、間隙或空間(例如,當填充有熱絕緣體,諸如氣體,例如空氣時)可減少成像系統或成像裝置內之熱傳遞。傳統散熱器(例如,金屬散熱器,諸如鋁散熱器區塊)可能不容易經製造以填充此等腔、間隙或空間。因此,能夠被模製、壓入、注入、變形或以其他方式被容許順應於成像系統或裝置之腔、間隙或空間之全部或一部分之多槽介質400的包含可改進傳統熱傳遞組件可能無法佔據之成像系統及裝置之區中的熱傳遞。在一些情況下,多槽(例如,其安置於成像系統或裝置內或其之腔、間隙或空間270內)可具有0.5 (毫米) mm至2.0 mm之厚度。在一些情況下,多槽(例如,其安置於成像系統或裝置內或其之腔、間隙或空間270內)可具有0.5毫米(mm)至0.8 mm、0.5 mm至1.0 mm、0.5 mm至1.3 mm、0.5 mm至1.5 mm、0.5 mm至1.7 mm、0.5 mm至2 mm、0.8 mm至1.0 mm、0.8 mm至1.3 mm、0.8 mm至1.5 mm、0.8 mm至1.7 mm、0.8 mm至2 mm、1.0 mm至1.3 mm、1.0 mm至1.5 mm、1.0 mm至1.7 mm、1.0 mm至2.0 mm、1.3 mm至1.5 mm、1.3 mm至1.7 mm、1.3 mm至2 mm、1.5 mm至1.7 mm、1.5 mm至2.0 mm,或1.7 mm至2.0 mm之厚度。在一些情況下,多槽(例如,其安置於成像系統或裝置內或其之腔、間隙或空間270內)可具有0.5 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.3 mm、1.5 mm、1.7 mm或2.0 mm之厚度。在一些情況下,多槽(例如,其安置於成像系統或裝置內或其之腔、間隙或空間270內)可具有至少0.5 mm、至少0.8 mm、至少1.0 mm、至少1.3 mm、至少1.5 mm、至少1.7 mm或至少2.0 mm之厚度。在一些情況下,多槽介質(例如,其安置於成像系統或裝置內或其之腔、間隙或空間270內)可具有至多0.8 mm、至多1.0 mm、至多1.3 mm、至多1.5 mm、至多1.7 mm或至多2.0 mm之厚度。在一些情況下,當成像系統或裝置100、200、250之多槽介質具有至少1.0 mm或至少1.5 mm之厚度時(在一些情況下具有+/-0.25 mm之容限),可自超音波掃描完全消除混響假影。在一些情況下,製造成像系統或裝置100、200、250之方法可包括注入或模製多槽介質400以部分或完全填充成像系統或裝置之一或多個腔、間隙或空間270。在一些情況下,成像系統或裝置100、200、250可具備完全捕捉之邊緣(例如,其中成像系統或裝置之一或多個腔、間隙或空間270之邊緣在經耦合時密封在一起,以例如防止多槽介質400在被注入時滲漏)。在一些情況下,成像系統或裝置100、200、250可具備一或多個注入口(例如,穿過成像系統或裝置之一或多個散熱器)以促進將多槽介質400注入至成像系統或裝置之一或多個腔、間隙或空間270中。在一些情況下,注入口經提供穿過殼體或散熱器之側(例如,從散熱器之外側至散熱器之內側而通向成像系統或裝置之腔、間隙或空間,以例如避免干擾基板260與散熱器之間的接合)。在一些情況下,可在耦合/接合散熱器及基板或殼體及基板之前將多槽介質400添加至成像裝置或系統,以例如在將散熱器接合至基板時將多槽介質400截留於腔、間隙或空間內。
在一些情況下,多槽介質400可為導熱的。例如,多槽介質400可具有2瓦特/米-開爾文(W/mK)至7 W/mK之熱導率。在一些情況下,多槽介質400可具有2 W/mK至2.3 W/mK、2 W/mK至2.5 W/mK、2 W/mK至3 W/mK、2 W/mK至3.7 W/mK、2 W/mK至4 W/mK、2 W/mK至5 W/mK、2 W/mK至5.5 W/mK、2 W/mK至6 W/mK、2 W/mK至6.4 W/mK、2 W/mK至7 W/mK、2.3 W/mK至2.5 W/mK、2.3 W/mK至3 W/mK、2.3 W/mK至3.7 W/mK、2.3 W/mK至4 W/mK、2.3 W/mK至5 W/mK、2.3 W/mK至5.5 W/mK、2.3 W/mK至6 W/mK、2.3 W/mK至6.4 W/mK、2.3 W/mK至7 W/mK、2.5 W/mK至3 W/mK、2.5 W/mK至3.7 W/mK、2.5 W/mK至4 W/mK、2.5 W/mK至5 W/mK、2.5 W/mK至5.5 W/mK、2.5 W/mK至6 W/mK、2.5 W/mK至6.4 W/mK、2.5 W/mK至7 W/mK、3 W/mK至3.7 W/mK、3 W/mK至4 W/mK、3 W/mK至5 W/mK、3 W/mK至5.5 W/mK、3 W/mK至6 W/mK、3 W/mK至6.4 W/mK、3 W/mK至7 W/mK、3.7 W/mK至4 W/mK、3.7 W/mK至5 W/mK、3.7 W/mK至5.5 W/mK、3.7 W/mK至6 W/mK、3.7 W/mK至6.4 W/mK、3.7 W/mK至7 W/mK、4 W/mK至5 W/mK、4 W/mK至5.5 W/mK、4 W/mK至6 W/mK、4 W/mK至6.4 W/mK、4 W/mK至7 W/mK、5 W/mK至5.5 W/mK、5 W/mK至6 W/mK、5 W/mK至6.4 W/mK、5 W/mK至7 W/mK、5.5 W/mK至6 W/mK、5.5 W/mK至6.4 W/mK、5.5 W/mK至7 W/mK、6 W/mK至6.4 W/mK、6 W/mK至7 W/mK,或6.4 W/mK至7 W/mK之熱導率。在一些情況下,多槽介質400可具有2 W/mK、2.3 W/mK、2.5 W/mK、3 W/mK、3.7 W/mK、4 W/mK、5 W/mK、5.5 W/mK、6 W/mK、6.4 W/mK或7 W/mK之熱導率。在一些情況下,多槽介質400可具有至少2 W/mK、至少2.3 W/mK、至少2.5 W/mK、至少3 W/mK、至少3.7 W/mK、至少4 W/mK、至少5 W/mK、至少5.5 W/mK、至少6 W/mK、至少6.4 W/mK或至少7.0 W/mK之熱導率。在一些情況下,多槽介質400可具有至多2.3 W/mK、至多2.5 W/mK、至多3 W/mK、至多3.7 W/mK、至多4 W/mK、至多5 W/mK、至多5.5 W/mK、至多6 W/mK、至多6.4 W/mK或至多7 W/mK之熱導率。在一些情況下,基質材料之選擇可決定多槽介質400是否為導熱的。在一些情況下,當多槽介質400包括聚矽氧彈性體或聚矽氧基彈性體時,多槽介質400可為導熱的。導熱之多槽介質400可改進成像裝置或成像系統中之熱傳遞。例如,多槽介質400 (例如,其與成像裝置或成像系統之組件(諸如積體電路(例如,ASIC)、處理器及/或換能器元件)接觸)可幫助將熱傳遞遠離可產生熱(例如,在操作期間)及/或可對過量熱敏感(例如,其可能在存在過量熱之情況下過熱、經歷降低的效能及/或停止運作)之一或多個組件。在一些情況下,多槽介質400可藉由接觸成像系統或成像裝置之另一導熱組件(諸如成像系統或成像裝置之散熱器及/或殼體或外殼)而促進熱傳遞。在一些情況下,導熱之散熱器可經定位、放置、注入或沈積於成像系統或成像裝置或其之部分之腔、間隙或空間中,以例如改進熱傳遞(例如,遠離成像系統或成像裝置之一或多個熱敏組件)。在一些情況下,成像系統或裝置之腔、間隙或空間可能由用來製造成像系統或裝置之方法產生,或可經包含於系統或裝置之設計中以幫助電氣地或機械地隔離系統或裝置之第一組件與系統或裝置之第二組件。在一些情況下,定位、放置、注入或沈積於成像系統或成像裝置或其之部分之腔、間隙或空間中的多槽可替換原本定位於腔、間隙或空間中之組件或材料(例如,氣體,諸如空氣),例如,其中經替換組件或材料具有低於多槽介質400之熱導率。例如,用多槽介質400填充成像系統或裝置之腔、間隙或空間可替換不太導熱的組件或材料(例如,空氣)且可增加系統或裝置內之熱傳遞,此可降低過熱或成像系統或成像裝置之效能之熱相關降低的風險。在一些情況下,多槽介質400既係導熱的(例如,如本文中所描述)又係非導聲的(例如,隔音的),此係因為許多導熱材料(例如,鋁散熱器)可能引起超音波掃描期間之假影,例如作為由導熱材料之存在趨於反射超音波而引起之聲學混響的結果。 背襯層
本文中所描述之成像系統或裝置100 (例如,超音波成像系統或裝置100)可包括背襯層232 (例如,背襯層壓板)。在一些情況下,例如包括吸收層230及/或多槽介質400之背襯層232 (例如,背襯層壓板)可經添加至成像系統或裝置100 (例如,定位於成像系統或裝置100之探針內部)以減少混響假影,例如該等混響假影可能起因於成像系統或裝置100內之超音波能之混響。在一些情況下,成像系統或裝置100可包括多槽介質400及背襯層232。背襯層232 (例如,背襯層壓板)可包括金屬。例如,背襯層壓板232可包括鎢反射器。在一些情況下,吸收層230 (其在一些情況下可包括背襯層232之一部分)可包括金屬發泡體(例如,銅發泡體)。在一些情況下,背襯層(例如,背襯層壓板)可包括鋁背襯。在一些情況下,背襯層可包括一或多個黏著層262 (例如,用於將背襯層之組件耦合在一起及/或耦合至成像系統或裝置100、200、250之一或多個組件,諸如基板260及/或散熱器268)。 運算系統
參考圖10,展示描繪包含電腦系統1000 (例如,處理或運算系統)之例示性機器之方塊圖,在電腦系統1000內,一組指令可執行以用於引起裝置執行或實行用於本發明之靜態程式碼排程之態樣及/或方法論之任一或多者。圖10中之組件僅為實例且不限制任何硬體、軟體、嵌入式邏輯組件或實施特定實施例之兩個或更多個此等組件之組合的使用或功能性範疇。
電腦系統1000可包含經由匯流排1040彼此且與其他組件進行通信之一或多個處理器1001、記憶體1003及儲存器1008。匯流排1040亦可鏈結顯示器1032、一或多個輸入裝置1033 (例如,其可包含小鍵盤、鍵盤、滑鼠、觸控筆等)、一或多個輸出裝置1034、一或多個儲存裝置1035及各種有形儲存媒體1036。全部此等元件可直接或經由一或多個介面或配接器與匯流排1040介接。例如,各種有形儲存媒體1036可經由儲存媒體介面1026與匯流排1040介接。電腦系統1000可具有任何合適實體形式,包含但不限於一或多個積體電路(IC)、印刷電路板(PCB)、行動手持式裝置(諸如行動電話或PDA)、膝上型或筆記型電腦、分佈式電腦系統、運算網格或伺服器。
電腦系統1000包含實行功能之一或多個處理器1001 (例如,中央處理單元(CPU)、通用圖形處理單元(GPGPU)或量子處理單元(QPU))。(若干)處理器1001視情況含有用於指令、資料或電腦位址之暫時性本地儲存之快取記憶體單元1002。(若干)處理器1001經組態以輔助電腦可讀指令之執行。作為(若干)處理器1001執行體現於一或多個有形電腦可讀儲存媒體(諸如記憶體1003、儲存器1008、儲存裝置1035及/或儲存媒體1036)中之非暫時性、處理器可執行指令之結果,電腦系統1000可為圖10中所描繪之組件提供功能性。電腦可讀媒體可儲存實施特定實施例之軟體,且(若干)處理器1001可執行軟體。記憶體1003可透過合適介面(諸如網路介面1020)自一或多個其他電腦可讀媒體(諸如(若干)大容量儲存裝置1035、1036)或自一或多個其他源讀取軟體。軟體可引起(若干)處理器1001實行本文中所描述或繪示之一或多個程序或一或多個程序之一或多個步驟。實行此等程序或步驟可包含定義儲存於記憶體1003中之資料結構及按照軟體之指示修改資料結構。
記憶體1003可包含各種組件(例如,機器可讀媒體),包含但不限於隨機存取記憶體組件(例如,RAM 1004) (例如,靜態RAM (SRAM)、動態RAM (DRAM)、鐵電隨機存取記憶體(FRAM)、相變隨機存取記憶體(PRAM)等)、唯讀記憶體組件(例如,ROM 1005)及其等之任何組合。ROM 1005可用來將資料及指令單向傳達至(若干)處理器1001,且RAM 1004可用來與(若干)處理器1001雙向傳達資料及指令。ROM 1005及RAM 1004可包含下文所描述之任何合適有形電腦可讀媒體。在一項實例中,基本輸入/輸出系統1006 (BIOS) (其包含幫助諸如在啟動期間在電腦系統1000內之元件之間傳送資訊的基本常式)可儲存於記憶體1003中。
固定儲存器1008視情況透過儲存控制單元1007雙向連接至(若干)處理器1001。固定儲存器1008提供額外資料儲存容量且亦可包含本文中所描述之任何合適有形電腦可讀媒體。儲存器1008可用來儲存作業系統1009、(若干)可執行碼1010、資料1011、應用程式(application) 1012 (應用程式(application program))及類似者。儲存器1008亦可包含光碟機、固態記憶體裝置(例如,基於快閃記憶體之系統)或上述之任何者之組合。在適當情況下,儲存器1008中之資訊可作為虛擬記憶體併入於記憶體1003中。
在一項實例中,(若干)儲存裝置1035可經由儲存裝置介面1025與電腦系統1000可移除地介接(例如,經由外部埠連接器(未展示))。特定言之,(若干)儲存裝置1035及相關聯機器可讀媒體可為電腦系統1000提供機器可讀指令、資料結構、程式模組及/或其他資料之非揮發性及/或揮發性儲存。在一項實例中,軟體可完全或部分駐留於(若干)儲存裝置1035上之機器可讀媒體內。在另一實例中,軟體可完全或部分駐留於(若干)處理器1001中。
匯流排1040連接各種各樣的子系統。在本文中,在適當情況下,對匯流排之引用可涵蓋伺服共同功能之一或多個數位信號線。匯流排1040可為使用多種匯流排架構之任何者之數種類型之匯流排結構(包含但不限於記憶體匯流排、記憶體控制器、周邊匯流排、區域匯流排及其等之任何組合)的任何者。作為實例且非限制地,此等架構包含工業標準架構(ISA)匯流排、增強型ISA (EISA)匯流排、微通道架構(MCA)匯流排、視電標準協會區域匯流排(VLB)、周邊組件互連(PCI)匯流排、PCI快速(PCI-X)匯流排、加速圖形埠(AGP)匯流排、超傳輸(HyperTransport) (HTX)匯流排、串列進階技術附件(SATA)匯流排及其等之任何組合。
電腦系統1000亦可包含輸入裝置1033。在一項實例中,電腦系統1000之使用者可經由(若干)輸入裝置1033將命令及/或其他資訊鍵入至電腦系統1000中。(若干)輸入裝置1033之實例包含但不限於字母數字輸入裝置(例如,鍵盤)、指向裝置(例如,滑鼠或觸控板)、觸控板、觸控螢幕、多點觸控螢幕、操縱桿、觸控筆、遊戲手把、音訊輸入裝置(例如,麥克風、語音回應系統等)、光學掃描儀、視訊或靜態影像捕捉裝置(例如,相機)及其等之任何組合。在一些實施例中,輸入裝置係Kinect、Leap Motion或類似者。(若干)輸入裝置1033可經由多種輸入介面1023之任何者(例如,輸入介面1023) (包含但不限於串列、並列、遊戲埠、USB、FIREWIRE、THUNDERBOLT或上述之任何組合)與匯流排1040介接。
在特定實施例中,當電腦系統1000連接至網路1030時,電腦系統1000可與連接至網路1030之其他裝置(具體而言,行動裝置及企業系統、分佈式運算系統、雲端儲存系統、雲端運算系統及類似者)進行通信。往返於電腦系統1000之通信可透過網路介面1020發送。例如,網路介面1020可以一或多個封包(諸如網際網路協定(IP)封包)之形式自網路1030接收傳入通信(諸如來自其他裝置之請求或回應),且電腦系統1000可將傳入通信儲存於記憶體1003中以供處理。電腦系統1000可類似地以一或多個封包之形式將傳出通信(諸如對其他裝置之請求或回應)儲存於記憶體1003中且自網路介面1020傳達至網路1030。(若干)處理器1001可存取儲存於記憶體1003中之此等通信封包以進行處理。
網路介面1020之實例包含但不限於網路介面卡、數據機及其等之任何組合。網路1030或網路段1030之實例包含但不限於分佈式運算系統、雲端運算系統、廣域網路(WAN) (例如,網際網路、企業網路)、區域網路(LAN) (例如,與辦公室、建築物、校園或其他相對小的地理空間相關聯之網路)、電話網路、兩個運算裝置之間的直接連接、同級間網路及其等之任何組合。網路(諸如網路1030)可採用有線及/或無線通信模式。一般而言,可使用任何網路拓撲。
資訊及資料可透過顯示器1032顯示。顯示器1032之實例包含但不限於陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)、諸如被動矩陣OLED (PMOLED)或主動矩陣OLED (AMOLED)顯示器之有機液晶顯示器(OLED)、電漿顯示器及其等之任何組合。顯示器1032可經由匯流排1040與(若干)處理器1001、記憶體1003及固定儲存器1008以及其他裝置(諸如(若干)輸入裝置1033)介接。顯示器1032經由視訊介面1022鏈結至匯流排1040,且顯示器1032與匯流排1040之間的資料輸送可經由圖形控制項1021來控制。在一些實施例中,顯示器係視訊投影儀。在一些實施例中,顯示器係頭戴式顯示器(HMD),諸如VR頭盔。在進一步實施例中,作為非限制性實例,合適VR頭盔包含HTC Vive、Oculus Rift、Samsung Gear VR、Microsoft HoloLens、Razer OSVR、FOVE VR、Zeiss VR One、Avegant Glyph、Freefly VR頭盔及類似者。在進一步實施例中,顯示器係諸如本文中所揭示之裝置之裝置的組合。
除顯示器1032之外,電腦系統1000亦可包含一或多個其他周邊輸出裝置1034,包含但不限於音訊揚聲器、印表機、儲存裝置及其等之任何組合。此等周邊輸出裝置可經由輸出介面1024連接至匯流排1040。輸出介面1024之實例包含但不限於串列埠、並聯連接、USB埠、FIREWIRE埠、THUNDERBOLT埠及其等之任何組合。
另外或作為替代例,電腦系統1000可提供作為硬接線或以其他方式體現於電路中之邏輯之結果的功能性,該功能性可取代軟體操作或連同軟體一起操作以執行本文中所描述或繪示之一或多個程序或一或多個程序之一或多個步驟。在本發明中對軟體之引用可涵蓋邏輯,且對邏輯之引用可涵蓋軟體。此外,在適當情況下,對電腦可讀媒體之引用可涵蓋儲存軟體以供執行之電路(諸如IC)、體現邏輯以供執行之電路,或兩者。本發明涵蓋硬體、軟體或兩者之任何合適組合。
熟習此項技術者將明白,結合本文中所揭示之實施例描述之各種闡釋性邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可被實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為了清晰地繪示硬體及軟體之此可互換性,各種闡釋性組件、區塊、模組、電路及步驟已在上文大體上依據其等功能性進行描述。
結合本文中所揭示之實施例描述之各種闡釋性邏輯區塊、模組及電路可用經設計以執行本文中所描述之功能之通用處理器、數位信號處理器(DSP)、特定應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其等之任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器,但在替代例中,處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為運算裝置之組合,例如,DSP及微處理器之組合、複數個微處理器、一或多個微處理器結合DSP核心,或任何其他此組態。
結合本文中所揭示之實施例描述之方法或演算法之步驟可直接體現於硬體、由一或多個處理器執行之軟體模組或兩者之組合中。軟體模組可駐留於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟機、可移除式磁碟、CD-ROM或此項技術中已知之任何其他形式之儲存媒體中。例示性儲存媒體經耦合至處理器使得處理器可自儲存媒體讀取資訊及將資訊寫入至儲存媒體。在替代例中,儲存媒體可與處理器為一體。處理器及儲存媒體可駐留於ASIC中。ASIC可駐留於使用者終端機中。在替代例中,處理器及儲存媒體可作為離散組件駐留於使用者終端機中。
根據本文中之描述,作為非限制性實例,合適運算裝置包含伺服器電腦、桌上型電腦、膝上型電腦、筆記型電腦、手持式電腦、網際網路器具、行動智慧型電話及平板電腦。熟習此項技術者亦將認知,具有選用電腦網路連接性之精選電視機、視訊播放器及數位音樂播放器適用於本文中所描述之系統。在各項實施例中,合適平板電腦包含熟習此項技術者已知之具有小冊子、平板及可轉換組態之平板電腦。
在一些實施例中,運算裝置包含經組態以執行可執行指令之作業系統。作業系統係例如管理裝置之硬體且提供服務以執行應用程式之軟體,包含程式及資料。熟習此項技術者將認知,作為非限制性實例,合適伺服器作業系統包含FreeBSD、OpenBSD、NetBSD ®、Linux、Apple ®Mac OS X Server ®、Oracle ®Solaris®、Windows Server ®及Novell ®NetWare ®。熟習此項技術者將認知,作為非限制性實例,合適個人電腦作業系統包含Microsoft ®Windows ®、Apple ®Mac OS X ®、UNIX ®及類UNIX作業系統,諸如GNU/Linux ®。在一些實施例中,作業系統係由雲端運算提供。熟習此項技術者亦將認知,作為非限制性實例,合適行動智慧型電話作業系統包含Nokia ®Symbian ®OS、Apple ®iOS ®、Research In Motion ®BlackBerry OS ®、Google ®Android ®、Microsoft ®Windows Phone ®OS、Microsoft ®Windows Mobile ®OS、Linux ®及Palm ®WebOS ®應用
在一些情況下,本文中所描述之成像系統或裝置100可用於(例如,非侵入性)醫療成像、碎石術、用於治療介入之局部組織加熱、高強聚焦超音波(HIFU)手術及/或非醫療用途之管道(或揚聲器及麥克風陣列)中之流量量測。在一些情況下,本文中所描述之成像系統或裝置可用來例如使用都卜勒(Doppler)模式成像判定動脈及/或靜脈中之流體流(例如,血流)之方向及/或速度。在一些情況下,本文中所描述之成像系統或裝置可用來量測組織硬度。
在一些情況下,本文中所描述之成像系統或裝置100可經組態以執行一維成像(例如,A型掃描(A-Scan)成像)。在一些情況下,本文中所描述之成像系統或裝置100可經組態以執行二維成像(例如,B型掃描成像)。在一些情況下,本文中所描述之成像系統或裝置100可經組態以執行三維成像(例如,C型掃描成像)。在一些情況下,本文中所描述之成像系統或裝置100可經組態以執行都卜勒成像。在一些情況下,本文中所描述之成像系統或裝置100可切換至不同模式(例如,在模式之間切換),包含線性模式或扇區模式。在一些情況下,成像系統或裝置100可在程式控制下(例如,由使用者)電子組態。
在許多情況下,成像系統或裝置100 (例如,成像系統或裝置100之探針)可為可攜式的。例如,成像系統或裝置100可包括手持式外殼(例如,容置於殼體內),該手持式外殼可容置一或多個換能器元件、像素或陣列、ASIC、控制電路系統及/或運算裝置。在一些情況下,成像系統或裝置100可包括電池。 特定定義
除非另有定義,否則本文中所使用之全部技術術語具有相同於本標的物所屬領域之一般技術者所通常理解的含義。
如在本說明書及隨附發明申請專利範圍中使用,除非上下文另有清晰規定,否則單數形式「一」、「一個」及「該」包含複數個指涉物。除非另有規定,否則本文中對「或」之任何引用意欲涵蓋「及/或」。
在整個本說明書中對「一些實施例」、「進一步實施例」或「特定實施例」之引用意謂結合該實施例所描述之特定特徵、結構或特性包含至少一項實施例中。因此,在整個本說明書中之各個地方出現片語「在一些實施例中」或「在進一步施例中」或「在特定實施例中」不一定全部指代相同實施例。此外,該等特定特徵、結構或特性可在一或多項實施例中以任何合適方式組合。
雖然本文中已展示及描述本標的物之較佳實施例,但對於熟習此項技術者而言將顯而易見的是,此等實施例僅經提供作為實例。在不脫離本標的物之情況下,熟習此項技術者現在將想到許多變動、改變及置換。應理解,可在實踐本標的物時採用本文中所描述之本標的物之實施例之各種替代例。
100:成像系統/成像裝置 102:換能器/換能器陣列 104:換能器元件/換能器/像素 106:控制電路系統/特定應用積體電路(ASIC) 108:傳輸通道 110:接收通道 112:運算系統/運算裝置 200:成像系統/成像裝置 202:換能器/換能器陣列 222:塗佈層 226:處理器 228:電路/類比前端(AFE) 230:聲吸收層/聲吸收器/吸音層 231:殼體 232:通信電路系統/通信單元(圖2)/背襯層壓板/背襯層(圖3) 234:埠 236:記憶體 238:電池 250:成像系統/成像裝置 260:基板 262:黏著層 268:散熱器 270:腔、間隙或空間 400:多槽介質 1000:電腦系統 1001:處理器 1002:快取記憶體單元 1003:記憶體 1004:RAM 1005:ROM 1006:基本輸入/輸出系統(BIOS) 1007:儲存控制單元 1008:儲存器 1009:作業系統 1010:可執行碼 1011:資料 1012:應用程式 1020:網路介面 1021:圖形控制項 1022:視訊介面 1023:輸入介面 1024:輸出介面 1025:儲存裝置介面 1026:儲存媒體介面 1030:網路/網路段 1032:顯示器 1033:輸入裝置 1034:輸出裝置 1035:儲存裝置/大容量儲存裝置 1036:有形儲存媒體/大容量儲存裝置 1040:匯流排
藉由參考闡述闡釋性實施例及隨附圖式之以下[實施方式],將獲得對本標的物之特徵及優點之更好理解,在隨附圖式中:
1展示根據實施例之可包括多槽介質之成像裝置之方塊圖;
2展示根據實施例之可包括多槽介質之成像裝置之示意圖;
3展示根據實施例之成像裝置之內部組件之示意圖;
4展示根據實施例之成像裝置之內部組件之替代組態的示意圖;
5展示根據實施例之成像裝置之內部組件之第二替代組態的示意圖;
6展示根據實施例之成像裝置之內部組件之第三替代組態的示意圖;
7A展示根據實施例之使用鋁背襯且無多槽介質之測試目標物質之超音波掃描;
7B展示根據實施例之運用相同掃描設定、使用多槽介質之圖7A之測試目標物質的超音波掃描;
7C展示根據實施例之運用相同掃描設定、使用空氣背襯且無多槽介質之圖7A之測試目標物質的超音波掃描;
8A展示根據實施例之使用具有0.5毫米厚度之多槽介質之測試目標物質的超音波掃描;
8B展示根據實施例之運用相同掃描設定、使用具有1.0毫米厚度之多槽介質之圖8A之測試目標物質的超音波掃描;
8C展示根據實施例之運用相同掃描設定、使用空氣背襯且無多槽介質之圖8A之測試目標物質的超音波掃描;
9A展示根據實施例之使用具有0.5毫米厚度之多槽介質400之測試目標物質的超音波掃描;
9B展示根據實施例之運用相同掃描設定、使用具有1.0毫米厚度之多槽介質之圖9A之測試目標物質的超音波掃描;及
9C展示根據實施例之運用相同掃描設定、使用空氣背襯且無多槽介質之圖9A之測試目標物質的超音波掃描。
10展示根據實施例之運算系統之方塊圖。
100:成像系統/成像裝置
102:換能器/換能器陣列
104:換能器元件/換能器/像素
106:控制電路系統/特定應用積體電路(ASIC)
108:傳輸通道
110:接收通道
112:運算系統/運算裝置

Claims (41)

  1. 一種成像裝置,其包括: 積體電路基板; 多槽介質,其與該積體電路基板接觸;及 一或多個微機電(MEMs)超音波換能器,其耦合至該積體電路基板。
  2. 如請求項1之裝置,其進一步包括散熱器。
  3. 如請求項2之裝置,其中該散熱器包括金屬。
  4. 如請求項3之裝置,其中該金屬係鋁。
  5. 如請求項2至4中任一項之裝置,其中該多槽介質與該散熱器接觸。
  6. 如請求項1至5中任一項之裝置,其中該多槽介質至少部分安置於該一或多個MEMs換能器與該散熱器之間。
  7. 如前述請求項中任一項之裝置,其中該裝置進一步包括耦合至該積體電路基板之殼體。
  8. 如請求項7之裝置,其中該多槽介質與該殼體接觸。
  9. 如請求項7或請求項8之裝置,其中該多槽介質至少部分安置於該一或多個MEMs換能器與該殼體之間。
  10. 如前述請求項中任一項之裝置,其中該多槽介質係可注入的。
  11. 如前述請求項中任一項之裝置,其中該多槽介質具有至少29 g/min之流率。
  12. 如請求項11之裝置,其中該多槽介質具有至少40 g/min之流率。
  13. 如前述請求項中任一項之裝置,其中該多槽介質具有至少1.5瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。
  14. 如請求項13之裝置,其中該多槽介質具有至少3.7瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。
  15. 如請求項13之裝置,其中該多槽介質具有至少6.4瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。
  16. 如前述請求項中任一項之裝置,其中該多槽介質具有至少0.5 mm之厚度。
  17. 如請求項16之裝置,其中該多槽介質具有至少1.0 mm之厚度。
  18. 如請求項17之裝置,其中該多槽介質具有至少1.5 mm之厚度。
  19. 如前述請求項中任一項之裝置,其進一步包括背襯材料。
  20. 如請求項19之裝置,其中該背襯材料包括背襯層壓板。
  21. 一種製造成像裝置之方法,其包括: 藉由將該成像裝置之第一組件耦合至積體電路基板而形成內腔; 將一或多個微機電(MEMs)超音波換能器耦合至該積體電路基板;及 將多槽介質注入至該內腔中。
  22. 如請求項21之方法,其中該第一組件包括聲學反射材料。
  23. 如請求項21或請求項22之方法,其中該第一組件直接耦合至積體電路基板。
  24. 如請求項21至23中任一項之方法,其中該第一組件係散熱器。
  25. 如請求項24之方法,其中該散熱器包括金屬。
  26. 如請求項23至25中任一項之方法,其中該多槽介質與該散熱器接觸。
  27. 如請求項21之方法,其中該第一組件包括殼體。
  28. 如請求項27之方法,其中該多槽介質與該殼體接觸。
  29. 如請求項21至28中任一項之方法,其中該多槽介質至少部分安置於該一或多個MEMs換能器與該第一組件之間。
  30. 如請求項21至29中任一項之方法,其中該多槽介質係可注入的。
  31. 如請求項21至30中任一項之方法,其中該多槽介質具有至少29 g/min之流率。
  32. 如請求項31之方法,其中該多槽介質具有至少40 g/min之流率。
  33. 如請求項21至32中任一項之方法,其中該多槽介質具有至少1.5瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。
  34. 如請求項33之方法,其中該多槽介質具有至少3.7瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。
  35. 如請求項33之方法,其中該多槽介質具有至少6.4瓦特/米-開爾文(W/mK)之熱導率。
  36. 如請求項21至35中任一項之方法,其中該多槽介質在注入之後具有至少0.5 mm之厚度。
  37. 如請求項36之方法,其中該多槽介質在注入之後具有至少1.0 mm之厚度。
  38. 如請求項36之方法,其中該多槽介質在注入之後具有至少1.5 mm之厚度。
  39. 如請求項21至38中任一項之方法,其進一步包括將背襯材料耦合至該積體電路基板。
  40. 如請求項39之方法,其中該背襯材料包括背襯層壓板。
  41. 如請求項39或40之方法,其中該背襯材料至少部分安置於該第一組件與該一或多個MEMs超音波換能器之間。
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