TWI719950B - 用於超音波探頭的參數載入器以及相關的設備及方法 - Google Patents

用於超音波探頭的參數載入器以及相關的設備及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI719950B
TWI719950B TW104132995A TW104132995A TWI719950B TW I719950 B TWI719950 B TW I719950B TW 104132995 A TW104132995 A TW 104132995A TW 104132995 A TW104132995 A TW 104132995A TW I719950 B TWI719950 B TW I719950B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ultrasonic
module
packet
modules
data
Prior art date
Application number
TW104132995A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201621313A (zh
Inventor
泰勒Ｓ 拉司頓
安卓Ｊ 卡司伯
尼瓦達Ｊ 桑雪茲
Original Assignee
美商蝴蝶網路公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商蝴蝶網路公司 filed Critical 美商蝴蝶網路公司
Publication of TW201621313A publication Critical patent/TW201621313A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI719950B publication Critical patent/TWI719950B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52079—Constructional features
    • G01S7/5208—Constructional features with integration of processing functions inside probe or scanhead
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4411—Device being modular
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/4472—Wireless probes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/56—Details of data transmission or power supply
    • A61B8/565—Details of data transmission or power supply involving data transmission via a network
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52079—Constructional features
    • G01S7/52082—Constructional features involving a modular construction, e.g. a computer with short range imaging equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B11/00—Transmission systems employing sonic, ultrasonic or infrasonic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0803—Configuration setting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/30—Definitions, standards or architectural aspects of layered protocol stacks
    • H04L69/32—Architecture of open systems interconnection [OSI] 7-layer type protocol stacks, e.g. the interfaces between the data link level and the physical level
    • H04L69/322—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions
    • H04L69/324—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions in the data link layer [OSI layer 2], e.g. HDLC

Abstract

茲對可程式化超音波探頭及操作方法進行說明。該超音波探頭可包括記憶體，用於儲存參數資料，並且也可包括一參數載入器，用於將參數資料載入到該超音波探頭的可程式化電路系統。在一些例子中，該超音波探頭可包括電路系統，其係進行分組成多個模組，該電路系統可以是重複的並且可被耦合在一起以允許資料在模組之間互換。

Description

用於超音波探頭的參數載入器以及相關的設備及方法
本申請係關於用於控制可程式化超音波探頭的一種架構和方法。
本申請案係依據美國法典第35號第119條(e)項主張2014年10月8日申請的代理人文件編號B1348.70012US00且名稱為「用於超音波探頭的參數載入器以及相關的設備及方法」之美國臨時專利申請案序號62/061,613的利益，該申請案係以其整體被納入在此作為參考。
超音波成像系統通常包括藉由一類比電纜連接到一主機之一超音波探頭。超音波探頭係藉由主機來控制，以發射和接收超音波信號。所接收的超音波信號係經過處理，以產生一超音波影像。
本申請案的各個特色係關於用於超音波探頭的參數載入器，以及相關的設備及方法。該超音波探頭可包括可程式化數位電路系統，其允許該超音波探頭在操作期間針對各種操作特性進行一個或更多次的指 定。例如，主宰傳送及/或接收超音波探頭的操作之數位電路系統可被程式化，以針對實施於所接收的超音波信號上所產生的波形的特性、信號延遲的特性、或是的數位處理的特性進行選擇。在至少一些實施例中，一參數載入器係被包括在該超音波探頭中，並且係被使用來儲存用於程式化該超音波探頭的該數位電路系統之參數資料，同時將該參數資料載入到該數位電路系統。
在一些實施例中，超音波探頭的可程式化電路系統係被配置成耦合在一起的相似模組，以允許參數資料的共享。該參數載入器可以將參數資料提供至一個或複數個超音波模組，其可以對該參數資料產生動作，及/或將該參數資料傳遞給該超音波探頭的其它超音波模組。這種配置可有利於超音波探頭擴充到更多數目的模組，可藉由聚焦於在模組級進行設計而不是系統級以簡化該超音波探頭的電路系統的設計，可提供電路系統和超音波探頭之間的資料的有效通訊，以及相較於其他方法可以減少被該電路系統所佔用的面積。
本申請案的各個特色係提供操作一超音波探頭以及該超音波探頭的一參數載入器的方法，以減少儲存在該超音波探頭和載入到該超音波探頭的可程式化數位電路系統中的參數資料的量。例如，在多個電路構件中的參數資料的重複(redundancy)可被利用以降低該超音波探頭的資料儲存和傳輸要求。在單一激發事件可能發生重複的問題，例如，在該激發事件期間及/或橫跨多個激發事件的時候，多個電路構件使用相同的參數值。
根據本申請案的一個特色，描述了一種設備，其包括一超音波探頭，該超音波探頭包括多個模組，包含第一模組和第二模組。第一模 組和第二模組每一者皆包括傳送電路系統、至少一個超音波元件、和接收電路系統。第一模組和第二模組彼此耦合，並且經配置成將參數資料從該第一模組傳遞到該第二模組。
根據本申請案的一個特色，提供了一種設備，其包括一超音波探頭，該超音波探頭包括可程式化電路系統和耦合到該可程式化的電路系統和配置為儲存參數資料的記憶體。
根據本申請案的一個特色，描述了一種提供資料至一超音波探頭的方法。該超音波探頭包括以一菊鏈配置鏈接的複數個可定址超音波模組。該方法包括建立一封包並且循序地將該封包發送到該複數個可定址超音波模組，該封包係包括該複數個可定址超音波模組中的第一超音波模組的地址以及資料兩者。
根據本申請案的一個特色，描述了一種提供資料至一超音波探頭的方法，該超音波探頭包括以一菊鏈配置進行鏈接的複數個可定址超音波模組。該方法包括：建立一封包，並且循序地將該封包發送到該複數個可定址超音波模組。
根據本申請案的一個特色，描述了一種方法，其包括以一超音波探頭執行一第一獲取，包括對該超音波探頭的複數個超音波模組中的第一超音波模組設定數位值。該方法進一步包括以該超音波探頭執行一第二獲取，該第二獲取包括針對該複數個超音波模組中的第二超音波模組設定在該第一獲取期間對該第一超音波模組所設定的數位值。
100‧‧‧超音波探頭
102‧‧‧換能器配置
104‧‧‧傳送(TX)電路系統
106‧‧‧接收(RX)電路系統
107‧‧‧參數載入器
108‧‧‧時序和控制電路
110‧‧‧信號調節/處理電路
112‧‧‧半導體晶粒
114‧‧‧序列輸出埠口
116‧‧‧時脈輸入埠口
118‧‧‧功率管理電路
120‧‧‧高強度聚焦超音波(HIFU)控制器
122‧‧‧超音波探頭
124‧‧‧第二基板
126‧‧‧特定應用積體電路系統(ASIC)
140‧‧‧緩衝記憶體
202‧‧‧受試者
204‧‧‧主機
205‧‧‧連結
206‧‧‧顯示螢幕
300‧‧‧超音波探頭
302‧‧‧超音波模組
304‧‧‧資料
306‧‧‧時脈信號
307‧‧‧資料輸出
308‧‧‧超音波元件
310‧‧‧超音波換能器
402‧‧‧移位暫存器
404‧‧‧多工器
406‧‧‧解碼器
408‧‧‧超音波元件
409‧‧‧輸出資料
410‧‧‧控制信號
500‧‧‧特定應用積體電路系統(ASIC)
502‧‧‧處理器
503‧‧‧記憶體
504‧‧‧參數載入器
506‧‧‧記憶體
508‧‧‧主機通訊模組
509‧‧‧信號
510‧‧‧超音波元件通訊模組
511‧‧‧資料
512‧‧‧定序記憶體
514‧‧‧時序定序器
516‧‧‧多工器
518‧‧‧觸發封包產生器
520‧‧‧讀取封包產生器
522‧‧‧鎖相環(PLL)
524‧‧‧匯流排
526‧‧‧匯流排
528‧‧‧重設定控制電路
530‧‧‧資料填補器
532‧‧‧定序處理單元佇列
600‧‧‧傳送通道
602‧‧‧波形產生器
604‧‧‧延遲元件
606‧‧‧脈衝器
608‧‧‧超音波元件
702‧‧‧接收控制開關
704‧‧‧類比處理方塊
706‧‧‧低雜訊放大器(LNA)
708‧‧‧可變增益放大器(VGA)
710‧‧‧低通濾波器(LPF)
712‧‧‧ADC
714‧‧‧數位正交解調(DQDM)電路
716‧‧‧累加器
718‧‧‧平均記憶體
720‧‧‧輸出緩衝器
722‧‧‧平均電路
本申請案的各個特色和實施例將參考以下附圖進行說明。應當理解的是，附圖不一定按比例繪製。出現在附圖中的物件在其出現的所有附圖中係以相同的元件符號標示。
圖1A例示了一超音波探頭的一個例子，其可包括一參數載入器，並且其可實現本文所描述的各種特色。
圖1B例示了圖1A的超音波探頭的變化例，其中該超音波探頭的構件在多個基板間係被分開的。
圖2例示了耦合到一主機的一超音波探頭的一個例子。
圖3例示了一超音波探頭的一個例子，其具有耦合在一起的複數個超音波模組，並且其包括可程式化電路系統。
圖4係以更詳細的方式來例示圖3的超音波模組中的數個超音波探頭，並且其係以一菊鏈配置方式進行耦合。
圖5例示了一超音波探頭一控制電路系統的一個例子，該超音波探頭包括的參數載入器係經配置以將參數資料載入到該超音波探頭的可程式化電路系統。
圖6例示了一超音波探頭傳送通道的一個例子，其包括的可程式化電路系統可藉由相關圖5所描述的一參數載入器進行程式化。
圖7例示了一超音波探頭接收通道的一個例子，其包括可程式化電路系統可藉由相關圖5所描述的一參數載入器進行程式化。
本申請案的各個特色係針對一種超音波探頭參數載入器，以 及一種用於將參數資料載入到一可程式化超音波探頭上的方法，和一種用於將構件與該超音波探頭之間的參數資料進行通訊的方法。這些特色起因於，但不受限於，希望提供一可程式化超音波探頭，其能夠執行各種複雜的成像功能，同時通過市售的數位連結而可連接到一主機。相較於一些超音波系統，其係將控制、傳送、和接收電路系統的大部分在一主機中，如果不是全部的話，會希望有包含控制、傳送、和接收電路系統、或至少其中的一些構件的一超音波探頭。將這種構件通過一相對簡單、數位連結的方式而包含於超音波探頭中有利於探頭連接到各種主機的能力(例如，膝上型電腦或個人數位助理(PDA))，此數位連結不同於複雜且昂貴的類比電纜，其通常係用於連接習知超音波探頭到主機。這相對地增加了超音波技術的可存取性，超過相當複雜且昂貴的習知系統所提供的。
為了實現能夠實現醫學相關的超音波成像的多功能超音波探頭，例如，能夠支援具有高解析度及訊框率之多個超音波成像模式，該探頭可以與可程式化電路系統進行配置。該可程式化電路系統可包括控制、傳送、及/或接收電路系統，並且可程式化的性質可提供操作功能的控制，例如該超音波探頭所使用的成像模式以及其接收的超音波信號上進行處理的類型。雖然這種可程式化性對於提供給超音波探頭的能力特色是有利的，但是一個潛在的問題可能發生，亦即，需要在某一時間提供程式化資料到超音波探頭而不會負面地影響效能，並且可允許如先前所述類型的連接方式而將該超音波探頭連接各種主機。
雖然用於提供這樣的資料至一可程式化超音波探頭的方法係在需要時，將每一個資料從該主機發送到該超音波探頭，但是申請人已 經了解這種不理性的強迫技術是不切實際的，例如，因為當超音波探頭在換能元件的數量上和解析度增加時，發送不會增加。因此，本申請的各個特色係提供各種結構和方法，其有利於將參數資料以智慧和有效的方式載入到一超音波探頭，同時提供該超音波探頭的參數資料有效的通訊方式。
根據本申請案的一個特色，一種超音波探頭包括可程式化電路系統和一記憶體，其係儲存用於對該超音波探頭的可程式化電路系統進行程式化的參數資料。在一些實施例中，儲存在該超音波探頭的記憶體中的參數資料可代表到所需要用以對該超音波探頭的可程式化電路系統進行程式化的所有資料，但是在其他實施例中，該超音波探頭該儲存的記憶體僅儲存了該參數資料所需要的一子集合，而額外的參數資料可以儲存在其他的記憶體中，例如儲存於一主機中。在一些實施例中，一參數載入器也包含在一超音波探頭中，並該參數載入器操作以將該參數資料從該超音波探頭的記憶體中載入到該可程式化電路系統中。
根據本申請案的一個特色，參數資料被載入到一超音波探頭和被再次用於多個獲取事件。申請人已了解，用於將一超音波探頭的可程式化電路系統進行程式化的一些參數資料可對多個成像模式和獲取是共有的，並且因此該超音波探頭的有效操作可藉由以下方式得以加速：將該超音波探頭上的一些參數資料進行儲存，並且再次使用於多種成像模式或獲取，而不是重複地將相同的參數資料載入到該超音波探頭。以這種方式，也從主機傳送到該超音波探頭所需的資料量可能會降低，最重要的是，其可能有助於達成所希望的訊框率、降低資料儲存要求、並且增加與主機的通訊效率。
根據本申請案的一個特色，一可程式化超音波探頭的電路系統係被分組為耦合在一起之可重複模組，此方式有利於模組之間的資料的通訊。根據本申請的一個特色，該可重複模組係被配置成一陣列。例如，該超音波模組可用一菊鏈配置的方式(或環形網絡)進行耦合，並且可操作以將資料從一個超音波模組傳遞到下一個超音波模組，儘管應該理解的是，菊鏈配置僅係線性陣列配置的一個非限制性實施例，且也可以使用其他陣列配置。該模組可以是重複的，即該模組可以是相同的或者至少實質上是相同的。該模組的電路系統可包括控制電路系統、傳送電路系統、及/或接收電路系統。使用可重複電路系統模組可有利於超音波探頭的擴充(藉由加入更多的相同或實質上相同的模組)，並且還可增加電路系統之間的資料的有效通訊，在下面會更加詳細地描述。
根據本申請案的一個特色，一可程式化超音波探頭係使用資料封包以及基於資料封包的通訊技術來控制。在一些實施例中，該超音波探頭包括以可定址模組分組之電路系統，其可包括，例如，傳送和接收電路系統。資料封包可被發送到該超音波模組，並且該資料封包可包括一地址以識別一個或更多超音波模組。該(多個)超音波模組已藉由該(多個)封包識別該地址，超音波模組可以對此(多個)封包進行操作，同時，不與該(多個)封包的地址匹配的超音波模組可將該(多個)封包傳遞至另一超音波模組。
在一些實施例中，該超音波探頭是在一晶片上的超音波探頭，並結合上述一個或更多特色。該超音波探頭可包括超音波換能器和可程式化電路系統，像是可程式化的傳送及/或接收電路系統。在一些實施例 中，該超音波探頭的可程式化電路系統可以被包括在與該超音波換能器相同的基板上，或是在替代實施例中，該超音波探頭的可程式化電路系統可以被包括在與該超音波換能器不同的基板上。
本申請案的各個特色係關於製造超音波探頭以及本文所描述的類型的電路系統。例如，製造超音波探頭的方式可包括形成一參數載入器以及在該超音波探頭上的記憶體。該參數載入器和該記憶體可形成在與該超音波探頭的複數個超音波換能器相同的基板上，或是在一些實施例中，可形成在與該超音波探頭的複數個超音波換能器不同的基板上。
上面所描述的實施例及特色，以及其他實施例及其附加的特色會在下面進一步說明。這些特色及/或實施例可以單獨使用、一起使用，或以兩個或更多的任意組合使用，因為本申請案並不限於這些特色。
為了提供本申請案的各個特色的情境和並加速說明，現在將以一超音波探頭的一特定例子搭配適用於此探頭的參數的特定例子進行說明。然而，應當理解的是，本申請的各個特色於比現在所說明的特定超音波探頭和超音波參數所適用的更廣泛。
參考圖1A所示，該超音波探頭100包括一個或更多換能器配置102(如，陣列)、傳送(TX)電路系統104、接收(RX)電路系統106、一時序和控制電路108、一信號調節/處理電路110、及一功率管理電路118，其接收接地(GND)和參考電壓(VIN)的信號。該超音波探頭100可包括一參數載入器107，用以將參數載入到該超音波探頭的其它電路系統，將在以下關於於圖5進行更詳細地描述。該參數載入器107可以是該時序和控制電路108的一部分，或是在其它實施例中可以是分開的。一般而言，該時 序和控制電路108可包括適當的電路系統以控制該傳送電路系統104和該接收電路系統106的操作。可選擇地，如果該超音波探頭100要用來提供高強度聚焦超音波(HIFU)，該高強度聚焦超音波(HIFU)控制器120可以被包括於超音波探頭100中。
在圖1A中所示的實施例中，所示的所有構件皆形成在單一半導體晶粒(或基板或晶片)112上，並且因此所示的實施例係一晶片裝置上的超音波探頭的一個例子。然而，並非所有實施方式都受限於此特色。另外，雖然所示的例子例示了TX電路系統104和RX電路系統106兩者，在替代實施例可僅實施TX電路系統，或是可僅實施RX電路系統。例如，這樣的實施例可實施於一種情況，即該超音波探頭係僅操作作為一傳送裝置以傳送聲學信號，或是該超音波探頭係僅操作作為一接收裝置，以分別接收透過進行超音波成像的受試者或由其反射的聲學信號。
該超音波探頭100進一步包括一序列輸出埠口114而以序列方式輸出資料到一主機。該超音波探頭100還可包括一時脈輸入埠口116，以接收和提供一時脈信號CLK至該時序和控制電路108。
圖1B例示了一實施例，其中該超音波探頭的構件分別在兩個基板上，其係作為圖1A的配置的替代例。如圖所示，該超音波探頭122包括一第二基板124，其上配置或形成了一特定應用積體電路系統(ASIC)126。該特定應用積體電路系統126的一個例子是結合圖5進一步描述，例如其可包括該參數載入器107。控制資料，包括參數資料，可藉由該ASIC 126予以發送到半導體晶粒112上的構件，並且例如，成像資料可以從該信號調節/處理電路110予以發送到該ASIC 126。在一些實施例中，一可選擇的 緩衝記憶體140係被包含於半導體晶粒112之上，且該成像資料透過該緩衝記憶體140往該ASIC 126的道路傳遞。
圖2例示了一種超音波探頭連接到一主機的方式的一個例子，以及該主機的一個例子。該超音波探頭100係為了例示的目的而被例示了以對受試者202進行調查。該超音波探頭100可經由一連結205被連接到主機204，其在所示的例子中是一種有線連結並且其可以連接到該超音波探頭100的序列輸出埠口114和時脈輸入埠口116(如圖1A所例示)。連結205可以是一個數位連結，例如市售的數位電子常常使用的類型，像是通用序列匯流排(USB)電纜、Thunderbolt、或FireWire。在一些實施例中，該連結205可以是無線的，例如是藍牙®連結，儘管也可使用選擇性的無線連結以用於短距離通訊及/或長距離通訊。該主機204可以是電腦(例如，如圖所示的膝上型電腦或桌上型電腦)，個人數位助理、智慧型電話、平板電腦、或其他計算裝置，並且可包括一顯示螢幕206，其上可以顯示超音波影像。
如前所述，根據本申請的一個特色的超音波探頭包括以一個模組化配置而設置的電路系統。圖3例示了一個例子，其代表了圖1A的超音波探頭100的一個非限制性實施方式。
該超音波探頭300包括複數個超音波模組302，其係以兩個列(row)(或行(column)，取決於配置方向)設置而成。在該非限制性實施方式中，每一列有72個這種超音波模組，因此該超音波探頭300共有144個這樣的超音波模組302。在這個例子中，這些超音波模組彼此相同，每一個都包括傳送電路系統、超音波換能器、和接收電路系統。在所例示的非限 制性實施例中，這些超音波模組302的每一者包括兩排的32個超音波元件308，因此超音波模組302共有64個超音波元件308，如圖3所示，因此在本文稱為2×32的模組。然而，應該理解的是，本申請的各個特色不限於具有任何特定數目的超音波元件的超音波模組，而此2×32的模組是為了例示的目的而描述的一個例子。
這些超音波模組302的每一列係被耦合，使得資料(例如，參數資料)可以從一超音波模組302傳送到一相鄰的超音波模組302。如以下結合圖4作進一步說明，該耦合可以是一菊鏈配置(一種環形網絡)，儘管其他方案是可行的，像是替代的陣列配置。資料304，像是以下結合圖5作進一步說明的參數資料，係被提供給這些超音波模組302的每一列的第一個超音波模組302，並且一全局時脈信號306係被提供給全部的超音波模組302。該全局時脈信號可以是任何合適的時脈頻率，一個非限制性的例子是200MHz。資料輸出307由這些超音波模組302提供，並且此資料輸出可以代表所收集的原始資料或在一些實施例可以代表處理後的成像資料。
如前所述，一超音波模組除了一個或更多超音波換能器還可包括電路系統。在一些實施例中，一超音波模組302可包括一個或更多波形產生器(例如，2個波形產生器，4個波形產生器…等)、編碼電路系統、延遲網格電路系統、及/或解碼電路系統。這些電路系統的實施例可以是超音波模組302的一部分，且僅是例示性而不是限制性的，因為超音波模組可額外地或替代地包括任何其他適當的電路系統。
超音波元件308可包括一個或更多超音波換能器310(在本文也稱為「換能器單元」)。換言之，超音波換能器310可以被分組在一起 以形成超音波元件308。在圖3所例示的實施例中，每一個超音波元件308包括16個超音波換能器310，其係以具有4列和4行之2維陣列來設置。然而應當理解的是，超音波元件308可包括任何適當數量的超音波換能器(如1個、至少2個、至少4個、至少16個、至少25個、至少36個、至少49個、至少64個、至少81個、至少100個、介於1個和200個之間、多於200個、數千個…等)。
超音波換能器310可以是任何適當類型的超音波換能器，包括電容型微加工超音波換能器(CMUT)或是壓電型換能器。如果超音波探頭包括了積體電路系統和超音波換能器，那麼可以使用CMUT。
雖然該超音波探頭300包括144個模組，但應當理解的是，可以包括任何合適數目的超音波模組(例如，至少2個模組、至少10個模組、至少100個模組、至少1000個模組、在至少5000個模組、至少10000個模組、至少25000個模組、至少50000個模組、至少100000個模組、至少25萬個模組、至少50萬個模組、介於2個和100萬個模組之間…等)。隨著超音波模組的數量增加，由本申請的各個特色所提供的一些好處將更容易實現。
圖4以更詳細的方式例示了超音波探頭300的超音波模組302之間的連結，其戲聚焦於超音波探頭300的單一行的超音波模組302。為了簡化討論，這些模組302被識別為模組72、模組71、…模組1。每一個超音波模組302包括一移位暫存器402、多工器404、和解碼器406，其係耦合到超音波模組302的額外電路系統和超音波元件408。如圖所示，超音波模組302(例如，模組72)的多工器404的輸出係連接到相鄰的超音波模 組302(例如，模組71)的移位暫存器402的輸入。以此方式，該超音波模組302被設置為一菊鏈，以允許資料從一個超音波模組傳播到另一個超音波模組(例如，從模組72到模組71)，雖然也可使用其他的配置，例如其他陣列配置。
在操作時，資料304係被提供給一第一超音波模組302(例如，在此非限制性的例子為模組72)，並且在一些情況下，之後從該第一超音波模組302傳遞到在該菊鏈中之隨後的超音波模組，如下面進一步描述。例如，資料304起初可以被提供到模組72，從模組72到模組71，從模組71到模組70(未顯示)，繼續以此方式一直到模組1。根據本申請的一個特色，該超音波探頭實施了基於封包的通訊，其中資料係被分組封包。因此，資料304可以被設置成封包，予以提供給該超音波模組302。封包可包括任何適當的長度的一地址場域、一操作代碼和一資料場域。這些封包可包括與該超音波探頭的操作相關的一個或更多參數之資料(例如，在資料場域)。在一些實施例中，可產生專用於特殊類型參數的封包，而在其他實施例中，可產生將兩個或更多參數之值分組在一起的封包，例如，可將相關於共同功能(例如，對波形產生器進行程式化)的參數予以分組在一起。後者的方法可有利於促進有效的通訊，並且不需要針對每一種參數類型的不同類型封包而可簡化系統，特別是在可控制的參數的數量變大的時候。
對以上所述的超音波模組302的一般操作進行擴展，該資料304可以被提供給此超音波探頭的第一超音波模組302(例如，模組72)。之後，可發生三種操作其中一者。該超音波模組302可對資料封包進行操作並且不將該封包傳遞到隨後的模組。這種情況發生於具有資料304的資 料封包係僅用於該第一超音波模組的時候。或者是，該第一超音波模組(例如，模組72)可將該資料封包傳遞到該菊鏈中的隨後的超音波模組302(例如，模組71)而沒有進行修改。這種情況發生於資料封包不用於該第一超音波模組的時候。作為進一步的選項，該第一超音波模組302(例如，模組72)可以對資料封包進行操作、進行修改，然後將其傳遞到隨後的超音波模組(例如，模組71)。這種情況可能發生的原因有許多種，但是現在為了例示的目的會說明兩個例子。
在一些實施例中，該超音波模組302可以使其地址通過適當的資料封包進行程式化。例如，一資料封包可以被發送到該超音波探頭的第一超音波模組302(例如，模組72)，以指示超音波模組302將其地址設定為一個特定值。該第一超音波模組302(例如，模組72)可能這樣做，但可能接著通過改變地址(例如，將地址遞減)而修改該資料封包，並發送經修改的資料封包到菊鏈中的下一個超音波模組302(例如，模組71)。下一個超音波模組302(例如，模組71)可以接收經修改的資料封包，根據在經修改的資料封包所指定的(已遞減的)地址設定其地址，修改該資料封包的地址，並將進一步經修改的資料封包發送到下一個超音波模組302(例如，模組70，未顯示)。這個過程可以繼續，直到所有的超音波模組302皆設定好其地址。
以第二個例子來說，在一些實施例中，根據特定功能超音波模組302可以有不同的給定參數值。例如，根據給定的功能，該超音波模組302的電路構件的延遲值可以不同，像是線性增加的功能。雖然該超音波探頭的操作的一個方式係發送不同的資料封包，且每一個資料封包具有 不同的延遲值和適當的超音波模組地址，但另一種方法是發送一初始資料封包至該超音波探頭的第一超音波模組302(例如，模組72)，並且使該超音波模組對該資料封包進行操作，同時在根據該功能(例如，線性增加的功能)將該資料封包進行修改，並予以發送到在菊鍊中的下一個超音波模組302(例如，模組71)。
可藉由在該電路系統中包含適當的電路以及超音波模組302的超音波元件408，以實現該場景，其中該超音波模組302對一資料封包進行操作，同時也修改該資料封包並予以發送到一隨後的超音波模組。例如，可包含適當的數位邏輯以執行該(多個)功能。
可以通過超音波模組302各自的移位暫存器402將資料304的封包提供給該超音波模組302。該超音波模組302的解碼器406接收該封包，並將來自該封包的地址進行解碼，並且確定該封包的地址是否與該特定超音波模組302匹配(或者是有關連)。例如，模組72的解碼器406將接收到的資料的封包的地址進行解碼，並確定該地址是否識別模組72。如果是這樣的話，則該資料被提供給該電路系統和該超音波模組302的超音波元件408，其基於該資料進行操作，並提供從超音波模組302的多工器404所得的輸出資料409。另一方面，如果由該超音波模組302的解碼器406確定了，該超音波模組302接收到的資料304的封包之地址與該超音波模組302不相關連的話，則該資料係從移位暫存器402移出而直接到多工器404，並從該多工器404傳遞給下一個超音波模組302，而此特定的超音波模組的電路系統和超音波元件408不會對該資料進行動作。例如，模組72可確定此資料的封包不是用於模組72，並且因此該模組72可將該封包提供到模組 71的移位暫存器中而不對其進行動作。以這種方式，該超音波模組302在一些情況下可執行一個直通功能，其係取決於由該解碼器406提供到一給定的超音波模組的多工器404之控制信號410。
在圖3和圖4中所示的超音波探頭的模組化特性簡化了裝置的擴充，因此類似的或相同的超音波模組302可被添加到該菊鏈中，而不需要重新設計大多數的發訊架構。即，超音波模組302的建立和發訊線路和所有的超音波模組都是相同的，並且因此可以被設計在超音波模組級(ultrasonic module level)。在圖4的實施例中，只有時脈信號306與所有的超音波模組302係被分開(平行)設置的，因此時脈信號306係被設計成系統級(system level)。
這些超音波模組302(例如，模組72、模組71、...、模組1)可以是相同的，雖然在一些實施例中它們具有不同的地址以支援基於地址的通訊，如上文所述。例如，在一些實施例中，超音波模組302的地址與電路系統沒有實體連線(hardwired)，而是用於設定超音波模組302的比較暫存器，其接著會將設定的地址與所接收到的封包的地址進行比較，以確定該資料封包的地址是否用於該特定超音波模組。
如圖3和圖4所示的模組化建立的使用還提供了簡單驗證的好處。也就是說，超音波探頭的準確的驗證操作對於該超音波探頭的大多數(假如不是全部)功能可以在模組級而不是系統級下進行。
此外，應理解的是，超音波模組302的建立允許使用相同的移位暫存器，以便輸入和輸出資料。因此，可避免更複雜的設計。
可使用各種結構以將參數資料載入到超音波探頭的可程式 化電路系統。根據一個特色，可以使用專用硬體。在至少一些實施例中，硬體可以是超音波探頭的一部分。例如，如先前所述，本申請的一個特色提供了一個超音波探頭，其具有參數載入器以及記憶體，該記憶體係儲存用於程式化該超音波探頭的可程式化電路系統之參數資料，該可程式化電路系統可以是如先前所述的超音波模組302的可程式化電路系統。圖5例示了一電路系統的一個例子，該電路系統可以是超音波探頭的一部分，並且可包括記憶體以及參數載入器兩者，該記憶體用於儲存參數資料，該參數載入器係配置成控制參數資料載入到可程式化電路系統中。圖5代表參數載入器和記憶體是一ASIC的一部分之一個例子，該ASIC係與該超音波探頭的超音波換能器陣列分開，並且因此代表了圖1B中的ASIC 126的實施方式的非限制性實例。然而，應當理解的是，在一些實施例中，執行參數載入功能之硬體可以不屬於該ASIC的一部分。例如，在一些實施例中，可以使用現場可程式化閘陣列(FPGA)或分開的主機，特別是其他例子。
圖5的特定應用積體電路系統(ASIC)500包括一處理器502、一用於該處理器502的記憶體503、具有一記憶體506的一參數載入器504、與一主機(未例示)通訊(發送和接收)信號509之一主機通訊模組508、和一超音波元件通訊模組510。具有一多工器516的一時序定序器514係耦合於該參數載入器504和該超音波元件通訊模組510之間。該參數載入器504係被配置與一觸發封包產生器518及一讀取封包產生器520一起作為到該多工器516之輸入。以這種方式，該時序定序器514可以選擇是否發送參數資料、觸發資料封包、或讀取封包到該超音波元件通訊模組510，予以傳送到超音波元件晶片(例如，圖1B中的半導體晶粒112)。由超音波元件 晶片輸出且在超音波元件通訊模組510處由ASIC 500接收之資料可選擇性地提供到資料填補器530，然後提供到該主機通訊模組508，以用於通訊到該主機。
該ASIC 500進一步包括一定序記憶體512和定序處理單元佇列532，該定序記憶體512係儲存可執行的已獲取序列，該定序處理單元佇列532係儲存用以識別出在定序記憶體512中的哪些序列要由超音波探頭執行之資訊。該ASIC 500還可包括一鎖相環(PLL)522，其接收一輸入時脈信號CLOCK並一輸出時脈信號而予以提供到該ASIC 500的各種構件。一重設定控制電路528係被包括用以控制該處理器502的重設定，並且可以提供於匯流排524上的重設定信號RESET主宰。該ASIC 500的各個構件之間的通訊可以在匯流排524和匯流排526之間進行。
該處理器502係控制該ASIC 500的功能，包括該參數載入器504的操作。為了要執行所希望的成像模式，會執行儲存在該定序記憶體512並且由該定序處理單元佇列532所排序的一個或更多獲取的序列。這些獲取依次可各自指定一個或更多載入記錄(也本文中簡稱「載入」)之性能。該載入記錄包括指標，其可參照儲存於該參數載入器504的記憶體506的參數資料。該處理器502進行配置，並啟動參數載入器504。根據所執行的獲取的事件類型，該處理器502可能需要多次地啟動參數載入器504，以經由該時序定序器514和該超音波元件通訊模組510將必要參數資料從參數載入器504中完全載入到超音波探頭中的可程式化電路系統。
參數載入器504可以係與一處理狀態機聯合操作的一硬體模組，該處理狀態機係處理將參數資料從該參數載入器載入到超音波元件 通訊模組510，以發送到該超音波探頭的超音波模組。該記憶體506儲存該參數資料以對超音波探頭(例如，超音波模組302)的可程式化電路系統進行程式化，該記憶體506一開始可以經由該主機通訊模組508該載入到該主機(例如，主機204)作為信號509的一部分。在一些實施例中，儲存在該記憶體506的資料可以被載入到該超音波探頭的可程式化電路系統的原始二進制資料，或是在替代實施例中，其可被處理以產生希望的配置資料。儲存在該記憶體506中的參數資料可以被編入索引，例如以指標的方式，並且因此在一些實施例中不需要以定義的順序或格式來儲存。
該記憶體506可儲存相關於各種參數的參數資料，且該參數載入器504可以載入上述參數資料，取決於包含在超音波探頭的可程式化電路系統。在一些實施例中，該可程式化電路系統的類型取決於超音波探頭的所希望的功能性，並且因此本申請的各個特色不限於具有任何特定類型的可程式化電路系統的超音波探頭。例如，如果希望有彈性的提供由超音波探頭產生的波形種類來說，可以提供可程式化的波形產生器。所使用的波形產生器之確切類型並不限制本文所描述的各種特色。在一些實施例中，可以提供可程式化延遲元件、或一可程式化延遲網格(表示多個延遲元件的一個網絡)以允許由超音波探頭中產生的波形的延遲特性之設定上的彈性。在一些實施例中，也希望有超音波探頭的接收功能的變異性，並且因此可包括可程式化接收電路系統，特別是其他可能的實施例可包括像是可程式化的ADC、可程式化濾波器、及/或可程式化調節器。可程式化的傳送和接收電路系統之非限制性例子係結合圖6和7來描述，以例示在參數載入器504的記憶體506中可被儲存的參數資料的參數的類型。
該主機通訊模組508係提供在該ASIC 500與一主機之間的信號509的通訊(並且因此超音波探頭係該ASIC 500的一部分)，像是圖2的主機204。作為一非限制性實例，當該超音波探頭經由一USB連接器而耦合到該主機時，該主機通訊模組508可以是一USB橋接模組，並且該信號509可以是能在USB連接器上傳輸的類型。
該超音波元件通訊模組510提供該ASIC 500與該超音波元件晶片(未圖示)之間的通訊，該超音波元件晶片包括的超音波模組例如是本文先前所述的超音波模組302。任何合適的通訊模組可被提供作為超音波元件通訊模組510，該超音波元件通訊模組510的一個例子包括低電壓差動發訊(LVDS)模組。該通訊可以採取資料511的形式，例如，特別是其他可能的類型的資料中，其可包括在相關於圖3描述的資料304和資料輸出307。
該時序定序器514係控制由超音波探頭執行的成像活動的時序。在一些實施例中，該時序定序器514包括一狀態機，並且也包括配置有三個輸入的多工器516。在哪一個輸入要被傳遞到多工器516方面，狀態機可用來控制多工器516，資料可以從該ASIC 500串流到該超音波元件晶片。在一些實施例中，資料可以根據Altera的Avalon串流規範(參見加州聖荷西的Altera公司)進行串流，儘管其他替代方案是可行的。該觸發封包產生器518係產生一觸發封包，其可被提供給該超音波元件晶片以觸發一成像操作。該讀取資料封包產生器520可以是一狀態機，其產生讀取請求封包以控制資料從超音波探頭的超音波模組之卸載。
現在對該ASIC 500的操作的一個例子進行描述，儘管應該 理解的是，操作的其它替代方式是可能的。起初，提供一重設定信號RESET至一重設定控制電路528以重設定一處理器502。信號509中所包含的一個或更多的命令接著從該主機(未圖示於圖5)經由該主機通訊模組508發送至該處理器502，指示該處理器502來執行儲存於該定序記憶體512的特定序列。該定序處理單元佇列532對於從該定序記憶體512所選擇的(多個)序列進行排序，以指示該處理器502如何配置和操作該超音波元件晶片來執行所希望的成像操作。例如，在該定序記憶體512中的序列的載入紀錄係由該處理器502存取，載入紀錄包括指標，該指標參照儲存在參數載入器504的記憶體506的參數資料。基於該載入記錄的指標，該處理器502促使該參數載入器504產生具有該參數資料之所需要的資料封包。相關連的參數資料接著通過超音波元件通訊模組510而載入於可程式化電路系統(例如，超音波元件晶片上)，以操作超音波探頭。參數資料的實例在下面進一步描述。由該超音波元件晶片產生並且從其接收到的資料係接著經由該超音波元件通訊模組510提供到該ASIC 500，接著到該資料填補器530和該主機通訊模組508，予以提供到該主機。
圖6係以方塊圖的形式例示了超音波探頭的傳送通道的一個例子，該超音波探頭包括可程式化構件(例如，傳送電路系統104)。傳送通道600包括一波形產生器602、一延遲元件604、一脈衝器606、和一超音波元件608。這些構件中的一者或更多者可以是可程式化的，使得該超音波探頭的操作可包括提供參數資料給這些構件。例如，該波形產生器602及/或該延遲元件604可以是可程式化的，以非限制性的例子來說。作為進一步的具體實例，由該波形產生器602產生的波形可以被控制，例如，由 該波形產生器602產生的波形的頻率、振幅、相位、及/或變化率可以藉由設定該波形產生器的暫存器來選定。同樣地，該延遲元件604可以是可程式化的。在圖6的例示了的非限制性實施例中，這些延遲元件604每一者都接收來自該波形產生器602的波形，但在其它實施例中，這些延遲元件604可耦合在一起，例如，形成一延遲網格，其中波形可從一延遲元件傳遞到另一延遲元件。這些延遲元件的操作特徵，例如延遲的量、波形傳遞的方向(例如，要到右邊的相鄰延遲元件或是要到左邊的相鄰延遲元件、轉發…等)，以及可以藉由設定延遲元件的參數值以針對是否要提供該波形給一脈衝器進行程式化。
圖7例示了類比和數位兩者的電路系統的一個例子，其可以被包含作為超音波探頭的接收通道(例如，接收電路系統106)的一部分。例如，在圖1A中的RX電路系統106、及/或信號調節/處理電路110可包括圖7所示的構件。應當理解的是，圖7的構件係代表一非限制性的例子，而替代性構件和配置可以與本申請的各個特色的實施方式一致。
如圖7所示，可以提供一接收控制開關702，並且當超音波探頭在接收模式下操作時，該接收控制開關702可以是關閉的。可以包括一類比處理方塊704，例如，具有一低雜訊放大器(LNA)706、一可變增益放大器(VGA)708、以及一低通濾波器(LPF)710。在一些實施例中，該VGA 708可被調整，例如，經由一時間增益補償(TGC)電路。該低通濾波器710針對所獲取的信號提供了抗假影(anti-aliasing)。在一些實施例中，低通濾波器710可以包括，例如，在5MHz大小的頻率截止之一個二階低通濾波器。然而，其他實施方式也是可能的及可設想到的。
該接收電路系統可以進一步包括一ADC 712。該ADC 712可以是，例如，10位元、12位元、20Msps、40Msps、50Msps、或80Msps的ADC。
該接收電路系統可以進一步包括一數位電路系統，在一些非限制性實施例中，其包括圖7的實施例。如圖所示，可包括一數位正交解調(DQDM)電路714、一累加器716、一平均記憶體718、以及一輸出緩衝器720。該累加器716和該平均記憶體718可以一起形成一平均電路722。
例如，該DQDM電路714可以被配置以將數位化版本的接收信號混波從中央頻率下降到基頻，然後低通濾波器並將基頻信號十位化(decimate)。例如，該DQDM電路714可以包括一混合器方塊、一低通濾波器(LPF)、和一個十位化電路。所例示的電路可以藉由從所接收的信號中移除頻率而允許頻寬的無損(或者有損)降低，因此顯著降低由信號調節/處理電路110所需要處理以及從晶粒112所卸載之數位資料的量。
雖然可程式化電路系統構件已結合圖6和圖7關於超音波探頭的傳送和接收功能進行了描述，但是應當理解的是，本申請的特色所可適用的超音波探頭係可額外地包括不特定於傳送或接收超音波探頭的功能之可程式化電路系統。例如，時序電路系統以及一般的控制電路系統(如，時序和控制電路108)也可以是該超音波探頭的一部分，並且該時序電路系統以及該控制電路系統可包括一個或更多可程式化功能。因此，該記憶體506可以儲存與這些其它類型的電路系統相關的參數資料，且該參數載入器504可以載入上述參數資料。
從前面的討論中所應當理解的是，超音波探頭可包括各種電 路系統(類比和數位)，並且因此，可能需要各種參數以對一給定的超音波探頭進行程式化，其係取決於該探頭所包括的電路構件在和所要執行的操作模式。為了清楚起見，現在對於要儲存哪些參數資料以及哪些參數資料要載入到超音波探頭上的非限制性實例的參數提供一簡短摘要說明。
在一些實施例中，一超音波探頭可包括一可程式化波形產生器。對該波形產生器進行程式化可涉及指定以下一者或更多者：波形延遲；波形振幅；波形的持續時間(波形的總長度)；波形包絡；波形的初始相位；波形的初始頻率；線性調頻(chirp)率(如果要產生線性調頻)；反轉位元(以反轉波形)；以及經編碼激發(搭配一經編碼激發使用以致使該線性調頻率位移之位元)。
在一些實施例中，一可程式化延遲元件或延遲網格可被提供作為一超音波探頭的一部分。可程式化特徵的類型將取決於所使用的可程式化延遲元件之具體類型。為了例示的目的，可以假設該延遲元件係耦合到一脈衝器，並且該延遲元件包括一緩衝器或其他具有多個儲存位置的記憶體。在這種情況下，該延遲元件的可程式化特徵的實例可包括：寫入選擇件，以選擇延遲元件的記憶體的哪個位置來寫入資料；讀取選擇件，以選擇延遲元件的記憶體的哪個位置來讀取資料；脈衝器的致能件(致能一脈衝產生器可以耦合至哪個延遲元件)；延遲元件的致能件(將延遲元件本身致能或失能)；以及反轉位元(將該延遲元件所延遲的信號(例如，波形)反轉)。
多個構件可操作作為一超音波探頭的接收功能性的一部分，且這些構件也可以進行程式化。例如，如前所述，一超音波探頭可包 括一DQDM模組、一LPF、一資料平均方塊、和一樣本記憶體。可設定與這些構件的一者或更多者相關的參數。例如，可設定有關該資料平均方塊的參數，像是位元移位、字節延伸、以及累加。也可以設置該記憶體之可變位元寬的記憶體包裝。
如先前結合圖5所述，一超音波探頭可包括一定序器(例如，時序定序器514)，其可至少部分地控制該超音波探頭的操作的時序。可程式化的定序器之值的例子包括：封包被發送的時間；該第一讀取封包被發送的時間；處理器(例如，特定應用積體電路系統500的處理器502)被中斷以開始產生用於下一次獲取的參數資料的時間；該獲取應該結束以及計數器應該重設定(例如，設定為零)的時間；以及該參數載入器(如參數載入器504)應該完成產生該參數資料的時間。
以上所描述的參數的實施例不是限制性的，無論這些特定構件及/或參數是否與特定的超音波探頭相關，本申請的各個特色都可以適用。另外，在其他實施例中，可以使用替代或附加的電路系統和參數。
從上述討論應該可以理解的是，操作可程式化的超音波探頭可牽涉大量的參數設定。例如，完整地指定超音波探頭的操作可牽涉針對這些超音波模組302的每一者設定多個參數(例如，5個以上，超過10個，超過50個，超過100個，5個至200個，或任何其它合適的數目)。考慮到一超音波探頭可包括許多相關於圖3所描述的模組，結果可能是，需要針對該超音波探頭指定數千個參數值。考慮到進一步藉由提供多個不同的成像模式的操作，且其可能需要設定不同的參數值，參數和參數值的數目在以下方面受到挑戰：即，及時地將該參數值從一主機發送到該超音波探頭 的能力，以及將所有需要的參數資料個別地儲存於該參數載入器的記憶體的能力。因此，本申請的特色針對的技術係，用於降低從一主機傳送到一超音波探頭的參數資料量，以及用於降低要被儲存在該超音波探頭和被載入到該可程式化電路系統的參數資料量。
根據本申請的一個特色，至少一些參數資料可被指定，並且被視為提供給該超音波探頭的所有超音波模組之全局資料。如本文所使用的，全局參數資料係指對於該超音波探頭的所有模組都相同的資料，而本地參數資料係指專用於一模組的參數資料，因此該全局參數資料對於相同參數之不同模組所需的參數資料可能有所不同。將一些參數資料視為全局資料可以減少要被產生並載入到該超音波探頭的可程式化電路系統的參數資料量。現在以一超音波探頭的波形產生器的情境來說明一個例子，雖然全局參數資料與本地參數資料不同，且使用全局參數資料以減少資料的產生和儲存之需求可適用於該超音波探頭的其他可程式化電路系統。
為了例示的目的，假設該超音波探頭的每一個波形產生器(例如，每一個超音波模組302的2個波形產生器)可對於下列參數進行程式化：波形延遲；波形振幅；波形的持續時間(波形的總長度)；波形包絡；波形的初始相位；波形的初始頻率；線性調頻率(如果要產生線性調頻)；反轉位元(以反轉波形)；和經編碼激發(搭配一經編碼激發使用以致使該線性調頻率位移之位元)。在至少一些成像模式中，對於所有的波形產生器來說，許多這樣的參數可具有相同的值。例如，在一些模式中，如B模式成像的一些形式中，所有的參數可以是全局的，除了延遲參數之外，該延遲參數對於每一個超音波模組或是對於每一個超音波模組中的每一個波形 產生器可具有不同值。這種操作模式的一個例子是二維(2D)成像模式，雖然在這方面其它的模式可以是是相同的。在一些模式中，所有的參數可具有一全局值，除了延遲參數和波形振幅參數之外，該延遲參數和該波形振幅參數可藉由超音波模組改變。這種模式的一個例子是具有變跡法(apodization)的2D成像模式。在一些模式下，該超音波模組可有不同的延遲值、初始頻率、初始相位，而剩下的波形產生器參數對於所有超音波模組可以是相同的。在這種模式下，該初始頻率和相位的調整可提供延遲精確的控制，因此，這種模式可以被認為是「精確延遲」模式。
根據本申請中的一個特色，一超音波探頭的一參數載入器，例如參數載入器504，可產生全局參數，並將該全局參數自其內部記憶體(例如，記憶體506)進行發送，而本地參數可以從該超音波探頭的定序記憶體(例如，定序記憶體512)被循序地讀取。以這種方式，由該記憶體506儲存並且由該參數載入器504載入的參數資料，相較於如果要針對每一個超音波模組302產生不同的參數值，即使是全局參數來說可以更少。隨著全局參數的數量增加，資料儲存量也會增加。
以一個例子來說，在精確延遲模式時，像是波形振幅、線性調頻率、波形長度、是否反轉波形、以及是否要產生一經編碼激發之參數皆可具有全局值。相對地，波形延遲參數、初始波形相位參數、和初始頻率參數對超音波元件來說可具有不同的本地值。在一些實施例中，該參數載入器(例如，參數載入器504)可自其內部記憶體中(例如，記憶體506)讀取全局值，並將這些全局值發送到該超音波探頭的超音波元件。隨後，該參數載入器可產生以下所描述的封包，並將其傳送到該超音波模組：此 封包係定址於特定的超音波模組，並且包括這些超音波模組的本地參數值。
雖然一些參數可具有本地值或全局值，在一些實施例中，對於該超音波探頭的所有的，但除了一超音波模組之外來說，一給定參數可具有相同的值。在此實施例中，用於該給定參數的資料封包可以指定所有超音波模組，除了一超音波模組之外。因此，沒有被指定的那個唯一超音波模組可能無法對該資料封包進行操作。更進一步地而言，在一些實施例中，該封包可以被用於一組超音波模組。在這樣的情況下，該封包可以指定超音波模組的一個地址範圍，例如，藉由包括一開始地址和一結束地址兩者。地址沒有落入由該開始地址和該結束地址所定義的地址範圍之超音波模組可對該資料封包進行操作。為了確定該資料封包是否係用於一給定模組時，該模組可包括適當的電路系統，以對其所具有的模組地址與由該封包中所指定的範圍進行比較。此電路系統可包含於如圖4所示的超音波模組302中的電路系統以及超音波元件408。此電路系統可包括，例如，合適的數位邏輯。一封包對於多個超音波模組，但不是所有的進行定址之這種操作方式對於具有大量的超音波模組的超音波探頭可以是特別有益的。
如前所述，在一些實施例中，兩個或更多參數的值可以被分組為單一資料封包，並且因此該封包可只包括全局參數、只包括本地參數、或包括全局和本地參數的組合。以一個例子來說，假設具有可程式化的波形產生器的超音波探頭可以被程式化以控制，特別是以下特徵：波形延遲、所產生的波形是否為一經編碼激發、以及是否要將波形反轉，這些參數的值可以被分組到一共同的資料封包。例如，此可以被實現以促進有效率的系統操作。例如，進一步假設該波形延遲值係使用14位元來指定，經編碼 激發的控制係以1位元來指定，以及是否要將波形反轉的控制係以1位元來指定，那麼相較於必須針對這3個參數的每一者來建立獨特的資料封包，可以產生單一個16位元的資料封包以包括所有的這些3個值。因此，相較於須針對每一個參數產生獨特類型的封包的方案，該系統可以被簡化，隨著參數量增加，簡化情形會顯著地增加。因為每一個參數具有獨特的封包類型，其對於要產生和傳送那些資料可以更加受到控制，因此簡化的彈性降低。
在多個參數被分組為一共同封包之一些實施例中，該分組可以基於共同的功能。考慮到剛才描述的波形產生器延遲、經編碼激發控制、以及波形反轉控制的例子，這3個參數係共享對該波形產生器進行程式化的共同功能。然而，藉由將兩個或更多參數分組在一起成為一共同封包來操作超音波探頭的方法並沒有限定以共同的功能來將參數進行分組。
上述的例子也例示了一資料封包可以如何包括本地和全局參數。考慮到上述的實例，其中2D成像係以該超音波探頭執行，且對於所有超音波模組來說該波形產生器的參數是相同的，除了在波形延遲上有所差異之外，利用單一資料封包類型來傳輸用於波形延遲、反轉位元、和經編碼激發位元的參數值將代表一種方案，其中該封包包括多個全局參數(該反轉位元和該經編碼激發位元)和一本地參數(該波形延遲)。
根據本申請的一個特色，參數資料的產生和儲存之節省可以藉由利用該超音波探頭的特定操作模式的特性來實現。舉一個例子來說，根據本申請的一個特色，該超音波探頭的一操作模式係允許在同一行內的所有超音波元件予以指定完全相同的波形。例如，該超音波探頭也可以搭 配聲學透鏡使用，該聲學透鏡可以在超音波束在垂直方向上提供聚焦。因此，同一行內的超音波元件可以傳送完全相同的波形，其允許可針對超音波模組，包括超音波元件，指定較少的參數值。例如，假設超音波陣列的大小係如圖3所描述那樣，相較於如果超音波模組的所有行內的超音波元件要來產生不同的波形，完全指定超音波探頭的操作將可需要64倍更少的獨特配置參數。更特定而言，且以一個非限制性的例子來說，延遲網格參數可以對於兩個相鄰的2×32個模組定義(例如，圖3的兩個模組302，其在圖3係設置成相對於彼此為左-右的配置)，然後重複所有這些相鄰的72個模組，造成所需的參數資料顯著減少。
根據本申請的一個特色，由該參數載入器(例如，參數載入器107或504)儲存的參數值的數目係藉由以下方案而減小，該方案中係使用該超音波換能器陣列的行與列的索引來產生參數值。例如，對於一些成像模式來說，例如B模式或都卜勒(Doppler)模式，其中所有電路系統參數可以具有全局值，除了延遲參數和波形振幅參數之外，超音波換能器陣列的行與列可以有不同的特定參數的值，在此方式中，行的變化方式可以和列的變化方式不同。在這種情況下，每一列和每一行可以針對該給定參數予以分配一值，並且用於一特定的超音波元件的參數之值可藉由適當地組合該列的值和該行的值而計算出。
以一個非限制性的例子來說，波形延遲值τ可用超音波換能器陣列的列和行來指定，對於一給定超音波元件的波形延遲值τ可以由該列的波形延遲值和該行的波形延遲值的總和來指定。例如，對於位於列5、行108的超音波元件來說，其波形延遲值可以等於τ5+τ108，其中τ5是列5 的波形延遲，而且τ108是行108的波形延遲。
雖然總和是組合的一個例子，也可以使用其他組合值的方式，例如乘法。舉例來說，波形振幅值可以該超音波換能器陣列的列和行來指定，且對於一給定超音波元件的波形振幅可以由該列的波形振幅乘以該行的波形振幅之乘積。舉一具體的例子來說，對於位於列5、行108的超音波元件來說，其波形振幅可以等於A5A108，其中A5是分配到列5的波形振幅，而且A108是分配到行108的波形振幅。
比起如果要針對該超音波探頭的每一個超音波元件來儲存參數值，使用從減少的索引化的參數資料值產生參數資料的這些方法，該參數載入器可以儲存較少的參數資料。然而，成本是，在這些實施例中，該參數載入器應該包括適當的電路系統來執行組合的功能，例如加法器電路系統、乘法電路系統…等。其他將索引化的參數資料值組合的方式的例子係包括邏輯的功能，例如OR和XOR的功能。需要時，可以包括合適的電路系統以執行這樣的功能。
本申請的各個特色還提供一種在橫跨多個事件時減少參數資料的方式。為了形成單一超音波影像訊框，通常會執行多個事件。在一些實施例中，每一個事件係牽涉一獨特的參數資料組。因此，執行的事件的數目越多，所需要的參數資料越多。然而，申請人已經體認到，在至少一些成像模式下，在橫跨多個事件時存在參數資料值的重複情形，並且可利用這種重複來減少需要被產生、且被超音波探頭的參數載入器所儲存之參數資料量。
當延遲事件與事件間轉移時，一個這樣的例子會發生。例 如，在成像模式中，例如B模式聚焦掃描，在特定事件期間之用於超音波元件(或者，替代性地，超音波模組)的配置參數與先前的一個或更多事件中之不同超音波元件(或超音波模組)的至少一些配置參數可以是相同的。也就是，由該超音波探頭所產生的波形延遲可能會傳播或是沿著該超音波探頭的超音波元件橫向移動。因此，根據本申請的實施例，一組參數資料可能比指定單一事件所需要的參數資料還長，且該組參數資料可以被儲存在該定序記憶體，並且在執行隨後發生的事件時，該參數載入器可在該定序記憶體中的不同偏移開始。
根據本申請的一個特色，一個或更多計數器係包括在該超音波探頭中，以有利於將所產生和儲存的參數資料量減少。例如，一線性計數器，像是一10位元計數器，可包括在該參數載入器中，並且該線性計數器可以計算用於產生平面波的波形延遲值。在每一個超音波元件定位以來計算適當的延遲值後，計數器會增量。在此方式下，這些延遲值不需要儲存於該參數載入器的記憶體中(例如，記憶體506)。在方位角的方向產生平面波時可執行這樣的操作。類似地，一線性計數器可被用於橫向方向上，以設定超音波模組的讀取和寫入參數。
計數器也可在產生三維平面波的情況下使用。例如，除了以上所述的線性計數器之外，可包括一第二計數器以定義一平面波斜率。該第二計數器可在每一個超音波模組(或其他配置單元)之後增量，並且例如，可以在經過給定數量的配置單元後進行重設定，例如，經過每16個單元配置後。用於該平面波的延遲值可以是來自兩個計數器之值的總和。在一些實施例中，這些計數器的一個或更多者可包括小數位元，例如，以允 許指定更精確的延遲之步驟。在一些實施例中，這些更精確的延遲可能被捨去或四捨五入。此外，應當理解的是，計數器所表示的計算延遲的方式係非限制性實例。替代方法包括使用一中央處理單元(CPU)或一算術邏輯單元(ALU)。
本申請的該特色可以提供一個或更多好處，其中一些好處已於先前描述了。現在要描述的是這些好處的一些非限制性實例。應該理解的是，並非所有特色和實施方式都一定提供現在描述的所有好處。此外，應當理解的是，本申請的特色可以提供現在所描述的額外好處。
本申請的各個特色允許儲存來自不同主機的超音波探頭上的參數資料。可使用超音波探頭上的參數載入器將該參數資料有效地、準確地載入到該超音波探頭的可程式化數位電路系統。可使用可定址之基於封包的通訊係將該參數資料有效地輸送到該超音波探頭的超音波相關模組，並且這些超音波模組可以耦合在一起以促進該參數資料的共享。此外，所產生並儲存於該超音波探頭的參數資料量可以藉由利用本文所描述的各個特色而減小。
根據本申請的各個特色，該超音波探頭可容易地擴充，並允許簡單的驗證操作。例如，已描述了本申請的各個特色，其中超音波探頭的(至少一些)電路系統係被分組為可重複的模組。因此，該超音波探頭可以容易地通過加入額外的相同模組而進行擴充，而不需要以系統級進行大量的重新設計。此外，在這樣的情況下，該超音波探頭的驗證操作實質上可以在模組級進行。
相較於替代性探頭設計，超音波探頭功率要求也可降低。例 如，使用以陣列方式(例如，以鏈的方式，像是菊鏈)配置的超音波模組比起如果是使用基於多工器的方法，可允許模組間更少的導線，因此允許功率降低。類似地，使用如本文中所描述的全局封包的分配方式比起以基於多工器之設計可更有效率。
根據本申請的各個特色，由超音波模組所消耗的面積也相當小。例如，本文描述的一些實施例包括具有數個暫存器的超音波模組，該暫存器的數目係與超音波模組的數目線性地擴充。相對地，如果要使用以基於多工器的設計，所牽涉的暫存器的數目可能會更大，例如其係與超音波模組的數目成二次方擴充。
相較於替代例，超音波探頭的時序操作的各種特色也可以簡化。例如，超音波模組的時序操作在超音波模組內可以被同步。此方案可避免任何全局觸發器導線的需要。
至此已經敘述此申請案的技術之數個特點及實施例，所體認到的是各種改變、修改及改良將會容易地被該項技術中具有通常技能者所思及。此種改變、修改及改良係欲為在本文所述的技術的精神及範疇內。例如，該項技術中具有通常技能者將會容易地預見各種其它用於執行該功能且/或獲得在此所述的結果及/或優點中的一或多個之手段及/或結構，因而此種變化及/或修改的每一個係被認為是在此所述的實施例的範疇內。熟習此項技術者將會體認或是能夠僅利用慣常的實驗來確定在此所述的特定實施例之許多等同物。因此，將理解到的是先前的實施例只是舉例呈現而已，並且是在所附的申請專利範圍及其等同物的範疇內，本發明的實施例除了明確所述的以外，可以另外方式加以實施。此外，兩個或多個在此所述的 特點、系統、物品、材料、成套工具、及/或方法的任意組合係內含在本揭露內容的範疇內，只要此種特點、系統、物品、材料、成套工具、及/或方法不是相互不一致的即可。
上述的實施例可以用許多方式的任一種來加以實施。本申請案的一或多個涉及到製程或方法的執行之特點及實施例可以利用可藉由一裝置(例如，一電腦、一處理器或是其它裝置)執行的程式指令來執行、或是控制該些製程或方法的執行。就此方面而言，各種發明的概念可被體現為一電腦可讀取的儲存媒體(或是多個電腦可讀取的儲存媒體)(例如，一電腦記憶體、一或多個軟碟、CD、光碟、磁帶、快閃記憶體、在現場可程式化的閘陣列或其它半導體元件中的電路系統、或是其它實體的電腦儲存媒體)，其係被編碼一或多個程式，當該程式在一或多個電腦或其它處理器上執行時，其係執行用以實施上述的各種實施例中的一或多個之方法。該一或多個電腦可讀取的媒體可以是可攜式的，使得該一或多個儲存在其上的程式可被載入到一或多個不同的電腦或其它處理器上，以實施上述的特點中之各種特點。在一些實施例中，電腦可讀取的媒體可以是非暫態的媒體。
該些術語「程式」或「軟體」在此係以上位的意思被使用來指稱任意類型的電腦碼或是電腦可執行的指令組，其可被利用來程式化一電腦或其它處理器以實施如上所述的各種特點。此外，應該體認到的是，根據一特點，一或多個當被執行時是執行本申請案的方法之電腦程式並不需要存在於單一電腦或處理器上，而是可以用一種模組化方式被分散在一些不同的電腦或處理器之間，以實施本申請案的各種特點。
電腦可執行的指令可以具有許多種藉由一或多個電腦或其它裝置所執行的形式，例如是程式模組。一般而言，程式模組係包含常式、程式、物件、構件、資料結構、等等，其係執行特定的工作或是實施特定的抽象資料類型。在各種的實施例中，該些程式模組的功能通常可以根據需要來加以組合或是分散的。
再者，資料結構可以用任何適當的形式被儲存在電腦可讀取的媒體中。為了說明的簡化起見，資料結構可被展示具有透過在該資料結構中的位置而為相關的欄位。此種關係同樣可以藉由指定在一電腦可讀取的媒體中的位置給用於該些欄位的儲存來加以達成，該些位置係帶有在該些欄位之間的關係。然而，任何適當的機制都可被用來在一資料結構的欄位中的資訊之間建立一關係，其係包含透過使用指標、標籤或是其它在資料元素之間建立關係的機制。
當用軟體實施時，該軟體碼可被執行在任何適當的處理器或是處理器的集合上，不論是設置在單一電腦中或是被分散在多個電腦之間。
再者，應該體認到的是，一電腦可以用一些形式的任一種來加以體現，例如一機架型電腦、一桌上型電腦、一膝上型電腦、或是一平板電腦，以作為非限制性的例子。此外，一電腦可以是內嵌在一裝置中，其一般不被視為一電腦，但是具有適當的處理功能，其包含一個人數位助理(PDA)、一智慧型手機或是任何其它適當的可攜式或固定的電子裝置。
再者，一電腦可具有一或多個輸入與輸出裝置。除了其它方面以外，這些裝置可被利用以呈現一使用者介面。可被利用以提供一使用者介面之輸出裝置的例子係包含用於輸出之視覺呈現的印表機或顯示器螢 幕、以及用於輸出之可聽見的呈現之揚聲器或其它聲音產生裝置。可被利用於一使用者介面的輸入裝置的例子係包含鍵盤、以及例如是滑鼠、觸控板及數位板之指向裝置。作為另一例子的是，一電腦可以透過語音辨識或是用其它可聽見的格式來接收輸入資訊。
此種電腦可以藉由一或多個具有任何適當形式的網路來加以互連，其係包含一本地區域網路或是一廣域網路，例如是一企業網路以及智慧型網路(IN)或是網際網路。此種網路可以根據任何適當的技術並且可以根據任何適當的協定來運作，並且可以包含無線網路、有線網路或是光纖網路。
再者，如先前所述，一些特點可被體現為一或多種方法。被執行為該方法的部分的動作可以用任何適當的方式來加以排序。於是，實施例可被建構為其中動作係以一不同於舉例的順序而被執行，其可以包含同時執行一些動作，即使其在舉例說明的實施例中被展示為順序的。
如同在此界定及使用的所有定義應該被理解為優於字典的定義、被納入作為參考的文件中之定義、及/或該些界定的術語之普通的意義。
如同在此於說明書中以及在申請專利範圍中所用的，該些不定冠詞「一」以及「一個」除非另有清楚指出相反的意思，否則應該被理解為表示「至少一個」。
如同在此於說明書中以及在申請專利範圍中所用的，該片語「及/或」應該被理解為表示該些如此關聯的元件的「任一或是兩者」，亦即，元件是在一些情形中結合地存在，並且在其它情形中是分離地存在。多個 利用「及/或」列出的元件應該用相同的方式加以解釋，亦即，該些如此關聯的元件的「一或多個」。除了明確地藉由該「及/或」子句識別的元件之外，其它元件可以選配地存在，不論其是和那些明確識別的元件相關或是無關的。因此，作為一非限制性的例子，一對於「A及/或B」的參照當結合例如是「包括」的開放性語言使用時，其在一實施例中可以是指只有A而已(選配地包含除了B以外的元件)；在另一實施例中是指只有B而已(選配地包含除了A以外的元件)；在又一實施例中是指A及B兩者(選配地包含其它元件)；等等。
如同在此於說明書中以及申請專利範圍中所用的，該參照到一表列的一或多個元件之片語「至少一個」應該被理解為表示至少一個元件是從該表列的元件中之該些元件的任一或是多個選出的，但是不一定包含在該表列的元件內明確列出的每個元件之至少一個，而且不排除在該表列的元件中的元件之任意組合。除了在該片語「至少一個」所指的元件的表列內明確識別的元件以外，此定義亦容許其它元件可以選配地存在，其不論其是和那些明確識別的元件相關或是不相關的。因此，作為一非限制性的例子的是，「A及B的至少一個」(或等同的是「A或B的至少一個」、或等同的是「A及/或B的至少一個」)在一實施例中可以是指至少一個A、或選配地包含超過一個A，而無B存在(以及選配地包含除了B以外的元件)；在另一實施例中是指至少一個B、或選配地包含超過一個B，而無A存在(以及選配地包含除了A以外的元件)；在又一實施例中是指至少一個A或選配地包含超過一個A、以及至少一個B或選配地包含超過一個B(以及選配地包含其它元件)；等等。
再者，在此使用的措辭及術語是為了之目的說明，因而不應該被視為限制性的。「包含」、「包括」、或是「具有」、「含有」、「涉及」以及其變化在此的使用是意謂著涵蓋列在之後的項目及其等同物以及額外的項目。
在申請專利範圍中以及在以上的說明書中，所有例如是「包括」、「包含」、「帶有」、「具有」、「含有」、「涉及」、「持有」、「構成」與類似者的連接詞都欲被理解為開放性的，亦即，欲表示包含但不限於。只有該些連接詞「由所構成」以及「實質由所構成」才分別是封閉或半封閉性的連接詞。
100‧‧‧超音波探頭
102‧‧‧換能器配置
104‧‧‧傳送(TX)電路系統
106‧‧‧接收(RX)電路系統
107‧‧‧參數載入器
108‧‧‧時序和控制電路
110‧‧‧信號調節/處理電路
112‧‧‧半導體晶粒
114‧‧‧序列輸出埠口
116‧‧‧時脈輸入埠口
118‧‧‧功率管理電路
120‧‧‧高強度聚焦超音波(HIFU)控制器

Claims (14)

  1. 一種用於程式化超音波探頭之設備，其包括：一超音波探頭，其包括：複數個模組，其包括一第一模組和一第二模組，其中，該第一模組和該第二模組的每一者皆包括傳送電路系統、至少一個超音波元件、和接收電路系統；一記憶體，其係經配置以儲存數位參數資料；以及一參數載入器，其係將該記憶體耦合到該第一模組和該第二模組；其中，該參數載入器係經配置以將來自該記憶體的該數位參數資料提供給該第一模組，並且其中，該第一模組和該第二模組係彼此耦合，並係經配置以將該數位參數資料從第一模組傳遞到該第二模組；且其中，該第一模組和該第二模組的每一者皆包括一解碼器，該解碼器係經配置以接收資訊的封包，並從該資訊的封包解碼出一地址。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的設備，其中，若該地址係識別出該第一模組的話，該第一模組係經配置以僅對該資訊的封包進行操作。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的設備，其中，若該地址沒有識別出該第一模組的話，該第一模組係經配置以將該資訊的封包傳遞到該第二模組而不進行操作。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的設備，其中，該第一模組係經配置以修改該資訊的封包，並將其發送到該第二模組。
  5. 一種用於提供數位資料到超音波探頭的方法，該超音波探頭包括以一菊鏈配置進行鏈接的複數個可定址超音波模組，該方法包括： 建立一封包以包括該複數個可定址超音波模組中的第一超音波模組之地址以及數位資料兩者；循序地將該封包發送到該複數個可定址超音波模組；以及使用該複數個可定址超音波模組中的第一超音波模組以從該封包解碼出該地址。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其進一步包括使用該第一超音波模組來對該封包的資料進行操作。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其進一步包括在將該封包從該第一超音波模組發送到該複數個可定址超音波模組的第二超音波模組之前，先以該第一超音波模組修改該封包。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中，修改該封包係包括改變該封包的地址。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，循序地將該封包發送到該複數個可定址超音波模組係包括將該封包發送到該複數個可定址超音波模組的第二超音波模組，並且從該第二超音波模組發送到該第一超音波模組。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其進一步包括以該第二超音波模組解碼該地址，並且不以該第二超音波模組操作該封包的資料。
  11. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其進一步包括以該複數個可定址超音波模組中的第一超音波模組的移位暫存器接收該封包，並將該封包從該第一超音波模組的移位暫存器輸出至該複數個可定址超音波模組中的第二超音波模組的移位暫存器。
  12. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，建立該封包以包括該複數個可定址超音波模組中的第一超音波模組之地址係包括：建立該封包以包括一地址，該地址係指定該複數個可定址超音波模組中的所有超音波模組但除了一個超音波模組之外。
  13. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，建立該封包以包括該複數個可定址超音波模組中的第一超音波模組之地址係包括：建立該封包以包括一地址範圍，該地址範圍係指定該複數個可定址超音波模組中的多個超音波模組，但不是所有超音波模組。
  14. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，該第一超音波模組包括傳送電路系統、至少一個超音波元件以及接收電路系統。
TW104132995A 2014-10-08 2015-10-07 用於超音波探頭的參數載入器以及相關的設備及方法 TWI719950B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462061613P 2014-10-08 2014-10-08
US62/061,613 2014-10-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201621313A TW201621313A (zh) 2016-06-16
TWI719950B true TWI719950B (zh) 2021-03-01

Family

ID=55653704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104132995A TWI719950B (zh) 2014-10-08 2015-10-07 用於超音波探頭的參數載入器以及相關的設備及方法

Country Status (9)

Country Link
US (2) US11137486B2 (zh)
EP (1) EP3203915B1 (zh)
JP (1) JP6689261B2 (zh)
KR (1) KR20170065629A (zh)
CN (1) CN106794001B (zh)
AU (1) AU2015328143B2 (zh)
CA (1) CA2962784C (zh)
TW (1) TWI719950B (zh)
WO (1) WO2016057631A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6689261B2 (ja) 2014-10-08 2020-04-28 バタフライ ネットワーク，インコーポレイテッド 超音波プローブ用のパラメータローダならびに関連装置および方法
US11154279B2 (en) 2016-03-31 2021-10-26 Bfly Operations, Inc. Transmit generator for controlling a multilevel pulser of an ultrasound device, and related methods and apparatus
US10859687B2 (en) 2016-03-31 2020-12-08 Butterfly Network, Inc. Serial interface for parameter transfer in an ultrasound device
US10082565B2 (en) 2016-03-31 2018-09-25 Butterfly Network, Inc. Multilevel bipolar pulser
US9778348B1 (en) 2016-03-31 2017-10-03 Butterfly Network, Inc. Symmetric receiver switch for bipolar pulser
US10762030B2 (en) * 2016-05-25 2020-09-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Storage system, method, and apparatus for fast IO on PCIE devices
US20170354396A1 (en) * 2016-06-09 2017-12-14 General Electric Company Wireless ultrasound probe adapter
US10856843B2 (en) 2017-03-23 2020-12-08 Vave Health, Inc. Flag table based beamforming in a handheld ultrasound device
US11446003B2 (en) 2017-03-27 2022-09-20 Vave Health, Inc. High performance handheld ultrasound
US10469846B2 (en) 2017-03-27 2019-11-05 Vave Health, Inc. Dynamic range compression of ultrasound images
US11531096B2 (en) 2017-03-23 2022-12-20 Vave Health, Inc. High performance handheld ultrasound
US10755692B2 (en) * 2017-06-19 2020-08-25 Butterfly Network, Inc. Mesh-based digital microbeamforming for ultrasound applications
EP3435116A1 (en) 2017-07-24 2019-01-30 Koninklijke Philips N.V. An ultrasound probe and processing method
CN108957459A (zh) * 2018-05-29 2018-12-07 肇庆奥迪威传感科技有限公司 数字式超声波传感器、距离检测系统及方法
EP4031903A4 (en) 2019-09-19 2023-09-20 BFLY Operations, Inc. SYMMETRIC RECEIVER SWITCH FOR ULTRASONIC DEVICES
WO2021062180A1 (en) 2019-09-27 2021-04-01 Butterfly Network, Inc. Methods and apparatuses for monitoring fetal heartbeat and uterine contraction signals
CN111289544A (zh) * 2020-02-25 2020-06-16 沈阳先进医疗设备技术孵化中心有限公司 一种ct设备、ct设备的探测器阵列的参数配置方法
US20210328564A1 (en) 2020-04-16 2021-10-21 Butterfly Network, Inc. Methods and circuitry for built-in self-testing of circuitry and/or transducers in ultrasound devices
US11808897B2 (en) 2020-10-05 2023-11-07 Bfly Operations, Inc. Methods and apparatuses for azimuthal summing of ultrasound data

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005261593A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波診断装置
US20100245066A1 (en) * 2007-10-23 2010-09-30 Sarioglu Guner R Automotive Ultrasonic Sensor System with Independent Wire Harness
JP2012161561A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Fujifilm Corp 超音波診断装置

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6530887B1 (en) 1996-12-24 2003-03-11 Teratech Corporation Ultrasound probe with integrated electronics
US6524254B2 (en) * 2001-06-20 2003-02-25 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration, Inc. Orthogonally reconfigurable integrated matrix acoustical array
US6475146B1 (en) * 2001-09-24 2002-11-05 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method and system for using personal digital assistants with diagnostic medical ultrasound systems
US7115093B2 (en) 2001-11-21 2006-10-03 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and system for PDA-based ultrasound system
US7313053B2 (en) 2003-03-06 2007-12-25 General Electric Company Method and apparatus for controlling scanning of mosaic sensor array
EP1491914B1 (en) * 2003-06-25 2006-10-18 Aloka Co. Ltd. Ultrasound diagnosis apparatus comprising a 2D transducer with variable subarray shape pattern
US7549961B1 (en) 2003-07-31 2009-06-23 Sonosite, Inc. System and method supporting imaging and monitoring applications
US20060241425A1 (en) * 2004-03-29 2006-10-26 Qinetiq Limited Ultrasound detection
US9694212B2 (en) * 2004-10-06 2017-07-04 Guided Therapy Systems, Llc Method and system for ultrasound treatment of skin
US7611463B2 (en) * 2004-10-28 2009-11-03 General Electric Company Ultrasound beamformer with high speed serial control bus packetized protocol
US8465431B2 (en) 2005-12-07 2013-06-18 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Multi-dimensional CMUT array with integrated beamformation
US20070232907A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Laurent Pelissier Methods and systems for configuring ultrasound systems for ultrasound examinations
US7984651B2 (en) * 2006-11-10 2011-07-26 Penrith Corporation Transducer array imaging system
CN101194846B (zh) * 2006-12-07 2012-02-01 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种时分复用的波束合成方法与装置
EP2450723B1 (en) 2007-04-10 2017-08-23 C.R. Bard Inc. Low power ultrasound system
US8277380B2 (en) 2007-09-11 2012-10-02 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Piezoelectric and CMUT layered ultrasound transducer array
WO2009077983A1 (en) * 2007-12-17 2009-06-25 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Apparatus, systems and methods for ultrasound imaging
AU2009243918A1 (en) 2008-05-07 2009-11-12 Signostics Limited Docking system for medical diagnostic scanning using a handheld device
US20120179044A1 (en) * 2009-09-30 2012-07-12 Alice Chiang Ultrasound 3d imaging system
JP5649576B2 (ja) 2008-09-15 2015-01-07 テラテク・コーポレーシヨン ３次元超音波画像形成システム
US9007872B2 (en) 2009-02-06 2015-04-14 Hitachi Medical Corporation Ultrasonic diagnostic apparatus and method thereof
US9119951B2 (en) * 2009-10-12 2015-09-01 Kona Medical, Inc. Energetic modulation of nerves
CN101699280B (zh) * 2009-10-15 2011-08-17 北京索瑞特医学技术有限公司 超声无损检测粘弹性介质弹性的方法及其装置
US8647279B2 (en) 2010-06-10 2014-02-11 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Volume mechanical transducer for medical diagnostic ultrasound
USD657361S1 (en) 2011-03-25 2012-04-10 Sonosite, Inc. Housing for an electronic device
CN103764227B (zh) * 2011-08-30 2017-08-15 皇家飞利浦有限公司 使用磁共振成像对高强度聚焦超声的实时控制
WO2013059358A2 (en) * 2011-10-17 2013-04-25 Butterfly Network, Inc. Transmissive imaging and related apparatus and methods
CN103987322B (zh) 2011-12-12 2017-07-25 超声成像 一种超声成像系统，以及在所述超声成像系统内使用的处理装置
US10667790B2 (en) 2012-03-26 2020-06-02 Teratech Corporation Tablet ultrasound system
JP6279706B2 (ja) * 2013-03-15 2018-02-14 バタフライ ネットワーク，インコーポレイテッド 超音波デバイスおよび超音波システム
CA2919183A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Butterfly Network, Inc. Interconnectable ultrasound transducer probes and related methods and apparatus
EP3033729B1 (en) * 2013-08-16 2021-03-31 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and method for logging and replay among heterogeneous devices
EP3038764A1 (en) 2013-08-27 2016-07-06 Koninklijke Philips N.V. Dual mode cmut transducer
CN106456115B (zh) 2014-04-18 2020-03-20 蝴蝶网络有限公司 超声成像压缩方法及设备
TWI649580B (zh) 2014-04-18 2019-02-01 美商蝴蝶網路公司 單基板超音波成像裝置的架構、相關設備及方法
US9762360B2 (en) * 2014-06-09 2017-09-12 Allen LeRoy Limberg Digital television broadcasting system using coded orthogonal frequency-division modulation with multilevel low-density-parity-check coding
EP2962730A1 (en) * 2014-07-02 2016-01-06 Theraclion Therapeutic treatment device
JP6689261B2 (ja) 2014-10-08 2020-04-28 バタフライ ネットワーク，インコーポレイテッド 超音波プローブ用のパラメータローダならびに関連装置および方法
US20170105313A1 (en) * 2015-10-10 2017-04-13 Ebullient, Llc Multi-chamber heat sink module
EP3289430B1 (en) * 2015-04-27 2019-10-23 Snap-Aid Patents Ltd. Estimating and using relative head pose and camera field-of-view
US10695034B2 (en) * 2015-05-15 2020-06-30 Butterfly Network, Inc. Autonomous ultrasound probe and related apparatus and methods
WO2017149526A2 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 May Patents Ltd. A method and apparatus for cooperative usage of multiple distance meters
US11039814B2 (en) * 2016-12-04 2021-06-22 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transducers
WO2020167640A1 (en) * 2019-02-12 2020-08-20 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Systems and methods for high intensity focused ultrasound
US11016538B2 (en) * 2019-05-20 2021-05-25 Microsoft Technology Licensing, Llc Interchangeable housing panel with rechargeable power, network connectivity, and memory for use with portable computing devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005261593A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波診断装置
US20100245066A1 (en) * 2007-10-23 2010-09-30 Sarioglu Guner R Automotive Ultrasonic Sensor System with Independent Wire Harness
JP2012161561A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Fujifilm Corp 超音波診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201621313A (zh) 2016-06-16
AU2015328143B2 (en) 2017-11-23
EP3203915B1 (en) 2023-12-06
CN106794001B (zh) 2021-09-07
CN106794001A (zh) 2017-05-31
US20170307740A1 (en) 2017-10-26
US11137486B2 (en) 2021-10-05
AU2015328143A1 (en) 2017-03-09
US11733363B2 (en) 2023-08-22
JP2017533742A (ja) 2017-11-16
EP3203915A1 (en) 2017-08-16
KR20170065629A (ko) 2017-06-13
US20220057497A1 (en) 2022-02-24
WO2016057631A1 (en) 2016-04-14
CA2962784A1 (en) 2016-04-14
EP3203915A4 (en) 2018-06-20
CA2962784C (en) 2022-03-15
EP3203915C0 (en) 2023-12-06
JP6689261B2 (ja) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI719950B (zh) 用於超音波探頭的參數載入器以及相關的設備及方法
US11914079B2 (en) Architecture of single substrate ultrasonic imaging devices, related apparatuses, and methods
TWI653969B (zh) 超音波設備及相關系統和電腦可讀取儲存裝置
TWI323855B (en) Improved computing architecture and related system and method
US11650301B2 (en) Serial interface for parameter transfer in an ultrasound device
CN109069109B (zh) 用于控制超声装置的多级脉冲发生器的发送发生器及相关方法和设备
CN109642942B (zh) 具有低频率、低电压数字微波束形成器的超声探头
CN109690343B (zh) 使用没有乘法器的fir滤波器的具有数字微波束形成器的超声探头
CN109804268A (zh) 具有多线数字微波束形成器的超声探头
US20200138414A1 (en) Operatively adaptive ultrasound imaging system
JP2004065531A (ja) 超音波診断装置
JP2018121807A (ja) 超音波振動子を用いた送受信方法、超音波探触子および超音波診断装置
JP2002143154A (ja) 超音波診断装置