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專利名稱：：具有擴(kuò)展塢的便攜式超聲波診斷成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及便攜式超聲波(ultrasonic)診斷成像系統(tǒng)，尤其涉及利用車式(cart-like)擴(kuò)展塢(dockingstation)進(jìn)行操作的便攜式超聲波(ultrasound)系統(tǒng)
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體設(shè)備越來(lái)越小型化并且具有日益增加的功能性，有可能生產(chǎn)出比以前更小的超聲波成像設(shè)備。這種尺寸的減小首先通過個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)成為可能，其中PC在桌面單元中提供了顯著的處理能力。美國(guó)專利6，063，030(Vara等人)顯示了使用PC作為桌面超聲波系統(tǒng)核心的一個(gè)最早期努力，并示出了如何處理基于PC的超聲波系統(tǒng)的限制之一。傳統(tǒng)的車載(cart-borne)超聲波系統(tǒng)具有通常稱為用戶接口的控制面板和顯示器，它們具有大量專門針對(duì)超聲波系統(tǒng)的操作而設(shè)計(jì)的硬件和軟件控制。但是，當(dāng)要在類似PC的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)相同功能性的時(shí)候，期望的是使用PC用戶界面作為超聲波用戶界面，這就避免了額外的成本以及專門硬件控制的復(fù)雜性。在圖1所示的、Vara等人的，030專利中，大多數(shù)超聲波系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)為PC顯示器屏幕10的屏幕上的軟控制。Vara等人利用鼠標(biāo)、鍵盤按鍵或者其他指示設(shè)備來(lái)操作這些軟控制，用以選擇和改變這些類似PC的超聲波系統(tǒng)的操作。近些年來(lái)，Vara等人的圖形用戶接口的概念應(yīng)用至整個(gè)類似PC設(shè)備的范圍。例如，Grunwald等人在他們的美國(guó)專利申請(qǐng)公開No.US2004/0138569中已經(jīng)將這些用戶接口概念應(yīng)用至PC、膝上型計(jì)算機(jī)以及個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。通過使用具有觸敏控制區(qū)域的顯示器屏幕，即觸摸屏，Grunwald等人在他們的許多實(shí)施例中避免了對(duì)機(jī)械指示設(shè)備的需要。通過觸摸屏幕上的按鈕或者按鍵的可視化顯示，可調(diào)用該按鈕或者按鍵的功能。歐洲專利申請(qǐng)公開EP1239396A2(Lifshitz等人)預(yù)見了一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，其中觸摸屏的觸敏控制區(qū)提供醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)所需的完整控制。在膝上型計(jì)算機(jī)或者PDA設(shè)備中實(shí)現(xiàn)超聲波功能性的能力已經(jīng)導(dǎo)致了小型、高度便攜式超聲波成像設(shè)備的發(fā)展。這些小型設(shè)備的缺點(diǎn)在于，更為熟悉傳統(tǒng)車栽超聲波系統(tǒng)的醫(yī)師常常發(fā)現(xiàn)較小的設(shè)備不便于使用。通過提供車式擴(kuò)展雞已經(jīng)解決了此缺點(diǎn)，其中該擴(kuò)展塢提供了使用車栽系統(tǒng)的某些感覺。在美國(guó)專利6,447,451(Wing等人)中，例如，可以在擴(kuò)展臺(tái)(dockingstand)16-22上安裝并操作完全集成的便攜式超聲波系統(tǒng)10-14。然而，此方法仍然需要醫(yī)師操縱便攜式超聲波系統(tǒng)的小型控制，并且使用便攜式系統(tǒng)的小型顯示器屏幕。在美國(guó)專利申請(qǐng)公開No.US2004/0150963(Holmberg等人)中克服了此缺點(diǎn)，其中擴(kuò)展臺(tái)具有其自身的CRT或者平板顯示監(jiān)視器、較大的用戶接口設(shè)備、以及用于外設(shè)的存儲(chǔ)區(qū)。美國(guó)專利申請(qǐng)公開No.US2004/0179332(Smith等人)將此概念領(lǐng)入進(jìn)一步的階段，其中提供了基本上復(fù)制了全部車栽系統(tǒng)的擴(kuò)展塢14，其中具有類似膝上型的便攜式系統(tǒng)12可以插入其中的箱體(compartment)。類似膝上型的便攜式系統(tǒng)可利用其自身的顯示屏幕58和用戶界面控制30而作為便攜式超聲波系統(tǒng)完全進(jìn)行操作。當(dāng)該便攜式系統(tǒng)安裝在擴(kuò)展雞14中時(shí)，其顯示屏幕和用戶界面控制不可訪問，此時(shí)操作者使用擴(kuò)展塢的顯示屏幕28和全尺寸的用戶接口134來(lái)操作該系統(tǒng)。Smith等人認(rèn)識(shí)到，便攜式系統(tǒng)12的有限空間和重量需求使得只能在便攜式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展塢全部用戶控制面板的子集，并且因而選擇從便攜式超聲波系統(tǒng)用戶接口中忽略選定的控制，諸如TGC滑動(dòng)條。所期望的是提供一種便攜式超聲波系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)塢(dock)時(shí)，可以利用全尺寸用戶接口控制的完整集合來(lái)操作該系統(tǒng)，而當(dāng)作為便攜式系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)，使得操作者可以使用相同的用戶接口控制，因而在當(dāng)進(jìn)塢或者作為便攜式系統(tǒng)操作時(shí)可提供完整的超聲波系統(tǒng)功能。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的原理，便攜式超聲波系統(tǒng)可作為獨(dú)立的便攜式系統(tǒng)進(jìn)行操作，或者進(jìn)塢并以車載超聲波系統(tǒng)的方式進(jìn)行操作。當(dāng)該便攜式系統(tǒng)進(jìn)雞時(shí)，便攜式系統(tǒng)感測(cè)到這個(gè)條件并允許由擴(kuò)展瑪?shù)挠脩艚涌趤?lái)控制超聲波功能。當(dāng)該便攜式系統(tǒng)從擴(kuò)展塢移除并獨(dú)立地進(jìn)行操作時(shí)，把不作為便攜式系統(tǒng)上的硬控制而存在的擴(kuò)展塢控制映射至圖形用戶接口、并且作為軟控制來(lái)顯示和操作。由此，在進(jìn)塢模式和便攜式模式兩者的操作中，均可呈現(xiàn)全面范圍的控制。在附圖中圖1以框圖形式示出了根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的超聲波診斷成像系統(tǒng)。圖2a和圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明原理、在車式擴(kuò)展塢中進(jìn)塢的便攜式超聲波系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)施方式。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)展塢的控制面板用戶接口。圖4示出了本發(fā)明的便攜式超聲波系統(tǒng)的圖形用戶接口。圖5a至圖5d示出了擴(kuò)展塢用戶接口中的硬控制，其中這些硬控制實(shí)現(xiàn)為在本發(fā)明的便攜式超聲波系統(tǒng)上的軟控制。圖6a和圖6b以框圖形式示出了本發(fā)明的便攜式超聲波系統(tǒng)的獲取子系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖7a和圖7b以框圖形式示出了本發(fā)明的便攜式超聲波系統(tǒng)的獲取子系統(tǒng)的另一實(shí)施例。具體實(shí)施例首先參考圖1,其中以框圖形式示出了根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的超聲波診斷成像系統(tǒng)。超聲波探頭10從變換器(transducer)元件l2的陣列中的壓電元件傳送和接收超聲波。為了對(duì)身體的平面區(qū)域成像，可以使用一維(l-D)的元件陣列，而為了對(duì)身體的體積區(qū)域成像，可以使用二維(2-D)的元件陣列，用以在圖像區(qū)域上指引和聚焦超聲波束。傳送波束形成器(beamformer)激勵(lì)陣列中的元件來(lái)將超聲波傳送到對(duì)象中。將響應(yīng)于對(duì)超聲波的接收而產(chǎn)生的信號(hào)耦合至接收波束形成器14。波束形成器延遲并組合來(lái)自單獨(dú)變換器元件的信號(hào)以形成相關(guān)的波束形成回聲信號(hào)。當(dāng)探頭包括用于3D成像的2-D陣列時(shí)，它還可以包括微波束形成器，如美國(guó)專利6，709，394所述，該微波束形成器通過組合來(lái)自變換器元件相關(guān)組("片(patch)")的信號(hào)而在探頭中進(jìn)行部分的波束形成。在此情況下，將微波束形成的信號(hào)耦合至系統(tǒng)中完成波束形成處理的主波束形成器。將波束形成的回聲信號(hào)耦合至信號(hào)處理器16，信號(hào)處理器16根據(jù)期望的信息來(lái)處理這些信號(hào)。例如，可以對(duì)信號(hào)濾波，和/或可以分離出諧波信號(hào)用于處理。將經(jīng)處理的信號(hào)耦合至檢測(cè)感興趣信息的檢測(cè)器18。對(duì)于B模式成像，通常使用幅度檢測(cè)，而對(duì)于頻譜和彩色多普勒成像，則可檢測(cè)多普勒移位或者頻率。將所檢測(cè)的信號(hào)耦合至掃描轉(zhuǎn)換器(converter)20，在這里通常是在笛卡兒坐標(biāo)系中將信號(hào)調(diào)整至期望的顯示格式。通常使用的顯示格式是扇形、直線形、以及平行四邊形的顯示格式。將經(jīng)掃描轉(zhuǎn)換的信號(hào)耦合至圖像處理器用于進(jìn)一步期望的增強(qiáng)(諸如，余輝處理)。可以為了某些圖像處理而旁路掃描轉(zhuǎn)換器。例如，當(dāng)3D圖像由圖像處理器通過在3D數(shù)據(jù)集上的直接操作進(jìn)行體積繪制時(shí)，可以旁路掃描轉(zhuǎn)換器。將結(jié)果生成的二維或者三維圖像暫時(shí)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器24中，其從此處耦合至顯示處理器26。顯示處理器產(chǎn)生必要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以在系統(tǒng)圖像顯示器28上或者在便攜式系統(tǒng)的平板顯示器38上顯示圖像。顯示處理器還用來(lái)自圖形處理器30的圖形信息來(lái)覆蓋超聲波圖像，所述圖形信息諸如系統(tǒng)配置和操作信息、患者標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)、以及圖像獲取的時(shí)間和日期。中央控制器40響應(yīng)于來(lái)自用戶接口的用戶輸入，并如從中央控制器繪制到波束形成器14、信號(hào)處理器16、探測(cè)器18以及掃描轉(zhuǎn)換器20的箭頭，以及指示到系統(tǒng)其他部分的箭頭42所示，協(xié)調(diào)該超聲波系統(tǒng)各個(gè)不同部分的操作。用戶控制面板44顯示為耦合至中央控制器40，操作者通過該用戶控制面板44輸入用于由中央控制器響應(yīng)的命令和設(shè)置。中央控制器40還耦合至交流電源32，以使得當(dāng)便攜式系統(tǒng)進(jìn)塢到擴(kuò)展塢中時(shí)，交流電源向電池充電器34供電，而該電池充電器34向便攜式超聲波系統(tǒng)的電池36充電。根據(jù)本發(fā)明的原理，中央控制器40還響應(yīng)于指示便攜式超聲波系統(tǒng)是進(jìn)塢還是未進(jìn)塢(undock)的信號(hào)，這如由至中央控制器的"進(jìn)塢/未進(jìn)塢，，輸入所示。可以通過操作者按下進(jìn)塢/未進(jìn)塢按鈕、當(dāng)便攜式系統(tǒng)進(jìn)塢或者未進(jìn)塢時(shí)改變狀態(tài)的開關(guān)、或者進(jìn)塢/未進(jìn)塢狀態(tài)的其他傳感器來(lái)提供這個(gè)信號(hào)。當(dāng)向中央控制器通知該便攜式超聲波系統(tǒng)在擴(kuò)展雞中進(jìn)塢時(shí)，中央控制器響應(yīng)來(lái)自用戶控制面板44的輸入，并使得在擴(kuò)展塢顯示器28上顯示圖像。在進(jìn)塢期間，中央控制器還控制圖形處理器30，以忽略重復(fù)用戶控制面板44上的控制的控制功能的任何軟按鍵的顯示。中央控制器可以命令交流電源32和充電器34在當(dāng)便攜式超聲波系統(tǒng)進(jìn)塢的時(shí)候?qū)﹄姵?6進(jìn)行充電，和/或從擴(kuò)展塢上的電源向進(jìn)塢的便攜式系統(tǒng)供電。當(dāng)向中央控制器通知該便攜式超聲波系統(tǒng)未進(jìn)雞時(shí)，這些控制特征有所不同。現(xiàn)在；控制器知道不從擴(kuò)展塢控制面板44接收用戶命令。現(xiàn)在，當(dāng)需要時(shí)，控制器使得在便攜式系統(tǒng)顯示器38上顯示控制面板44中的某些或者所有控制、以及由超聲波信號(hào)路徑產(chǎn)生的超聲波圖像。由于交流電源32和充電器34駐留在擴(kuò)展雞中，所以這些子系統(tǒng)不再受到控制。現(xiàn)在，將通過便攜式系統(tǒng)上的探頭連接器而不是通過擴(kuò)展塢上的連接器來(lái)控制探頭。現(xiàn)在，便攜式超聲波系統(tǒng)完全作為獨(dú)立的超聲波系統(tǒng)進(jìn)行操作。由此可以看出，在此實(shí)施方式中，圖1中的部件劃分如下。中央控制器40、波束形成器14、信號(hào)處理器16、檢測(cè)器18、掃描轉(zhuǎn)換器20、圖像處理器22、圖像存儲(chǔ)器24、顯示處理器26、圖形處理器30、平板顯示器38、以及電池36駐留在便攜式超聲波系統(tǒng)中。控制面板44、顯示器28、交流電源32和充電器34駐留在擴(kuò)展雞上。在其他實(shí)施方式中，可以如設(shè)計(jì)目標(biāo)所示，以其他方式對(duì)這些子系統(tǒng)做出劃分。圖2a和圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)建的擴(kuò)展塢50和便攜式超聲波系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)施方式。這個(gè)擴(kuò)展塢50非常類似于具有基座單元52的傳統(tǒng)車式超聲波系統(tǒng)，該基座單元52在可調(diào)節(jié)支架46上支撐用戶控制面板44，其中該可調(diào)節(jié)支架46使得控制面板可以升高或者降低以適應(yīng)不同用戶的舒適性。顯示器28安裝在控制面板44上，優(yōu)選為安裝在可調(diào)整支架48上。在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.60/542，893和國(guó)際申請(qǐng)?zhí)朠CT/IB2005/050405中描述了用于此目的關(guān)節(jié)可調(diào)整支架。基座單元52罩住諸如打印機(jī)、盤驅(qū)動(dòng)以及視頻記錄器之類、超聲波系統(tǒng)可以使用的外圍設(shè)備。擴(kuò)展塢50可以通過輪54滾動(dòng)到檢查室或者患者的床邊。基座單元還具有連接器以將超聲波系統(tǒng)連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。基座單元52在前部具有便攜式超聲波系統(tǒng)60可以定位其中的外罩(enclosure)58。當(dāng)便攜式超聲波系統(tǒng)60插入到外罩58中時(shí)，便攜式系統(tǒng)60上的連接器接合擴(kuò)展塢的配對(duì)連接器。此接合直接或者間接地導(dǎo)致將"進(jìn)雞"控制信號(hào)遞送到便攜式系統(tǒng)的中央控制器40。連接器還向控制面板44、顯示器28和交流電源32提供必要的連接，并且將便攜式系統(tǒng)電池36連接到充電器34。這個(gè)連接器或者其它連接器還可以將便攜式系統(tǒng)連接到擴(kuò)展塢上的一個(gè)或者多個(gè)探頭連接器56。作為選擇，通過在基座單元52的側(cè)部上的開口(該開口允許探頭連接器直接接合便攜式系統(tǒng)60上的探頭連接器)，可以將探頭直接連接到便攜式系統(tǒng)，這如同便攜式系統(tǒng)處于便攜模式下那樣。在圖2b中，便攜式超聲波系統(tǒng)60具有筆記本PC的形式，其具有在該便攜式超聲波系統(tǒng)的外表面上定位的顯示屏幕38。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，便攜式超聲波系統(tǒng)60安裝在圖2a的顯示器28的位置中，并且其顯示器38是當(dāng)便攜式系統(tǒng)在擴(kuò)展塢50上進(jìn)塢時(shí)所使用的顯示器。通過將便攜式超聲波系統(tǒng)安裝到支架48上的連接器來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)塢。由此，便攜式超聲波系統(tǒng)通過穿過支架48的導(dǎo)體來(lái)與擴(kuò)展塢50進(jìn)行通信。這樣看來(lái)，可以將便攜式超聲波系統(tǒng)探頭連接器156看作位于便攜式系統(tǒng)60的側(cè)部上。探頭可以連接到這些連接器156或者連接到擴(kuò)展塢的基座單元52上的連接器(如果存在的話)。圖3是擴(kuò)展塢控制面板44的頂視圖。可以看到，控制面板44包含多個(gè)按鈕、開關(guān)以及硬控制(操作者通過它們來(lái)控制進(jìn)雞的超聲波系統(tǒng))。在控制面板44的前部是兩個(gè)開口62，它們?cè)诳刂泼姘宓那安啃纬墒直．?dāng)借助于可調(diào)整支架46改變控制面板的高度時(shí)，抓住這些手柄。在控制面板的前部中心是軌跡球64，其結(jié)合在圖像顯示器上的光標(biāo)和菜單而用作指示設(shè)備。在軌跡球的左側(cè)是"回車"或者"返回"鍵66，其以計(jì)算機(jī)鍵盤上的回車按鍵的方式起作用，而且在軌跡球的右側(cè)是"選擇"按鍵68，用戶通過其可選擇利用軌跡球所指示的菜單項(xiàng)。在控制面板的右下角是"凍結(jié)(freeze)，，按鈕82，用以在圖像顯示器上捕捉或者"凍結(jié)"特定的現(xiàn)場(chǎng)圖像。軌跡球之上是模式鍵72a-72e的陣列，這些模式鍵用以選擇操作的特定成像模式。這些包括由鍵72a選擇的彩色多普勒模式，由鍵72c選擇的2D(灰度)模式，由鍵72d選擇的M模式等。在控制面板的右側(cè)是"增益，，按鈕74，用戶通過其可增加或者降低用來(lái)產(chǎn)生圖像的超聲波信號(hào)的增益。例如，增加增益可以增強(qiáng)從更大組織深度返回的圖像。增益按鈕之上是"深度，，按鈕76，其可用以增加或者降低所顯示圖像的深度。接著深度按鈕的是"分辨率"按鈕78，用戶通過其可增強(qiáng)或者增加超聲波圖像的分辨率。這些按鈕之上是完整鍵盤80，其可以包括機(jī)械的或者膜式按鍵。在鍵盤80的右側(cè)是一組機(jī)械滑動(dòng)電位計(jì)，其用以設(shè)置應(yīng)用到所接收回聲信號(hào)的TGC增益特征。根據(jù)本發(fā)明的原理，當(dāng)進(jìn)塢的超聲波系統(tǒng)60從擴(kuò)展雞出塢并且用作獨(dú)立的便攜式超聲波系統(tǒng)時(shí)，在擴(kuò)展塢控制面板44上的許多物理控制實(shí)現(xiàn)為便攜式系統(tǒng)的平板顯示屏幕38上的"軟"控制。這些軟控制可以通過用于在顯示屏幕38上的軟控制上進(jìn)行點(diǎn)擊的指示設(shè)備來(lái)激活。指示設(shè)備可以是位于便攜式系統(tǒng)的控制面板162上或者位于連接到便攜式系統(tǒng)的探頭上的物理設(shè)備，其中超聲波檢查者可以在手持探頭的同時(shí)，利用手指來(lái)操縱它。作為選擇，平板顯示器38可以是觸摸屏顯示器，使得用戶通過簡(jiǎn)單地利用手指或者工具觸摸在顯示屏幕上的軟控制圖像，來(lái)代替通過鼠標(biāo)、軌跡球或者其他電子指示設(shè)備來(lái)選擇或者操縱軟控制。在圖4中顯示屏幕38的左下部是增益軟鍵174,其可以用于增強(qiáng)信號(hào)增益(這是與由控制面板44上的增益按鈕74執(zhí)行的功能相同的功能)。顯示屏幕上的深度軟鍵176使得圖像深度能夠變化(這是與擴(kuò)展塢控制面板上的深度按鈕76相同的功能)。可利用分辨率軟鍵178來(lái)改變圖像分辨率，該軟鍵178執(zhí)行控制面板按鈕78的功能，并且可以通過點(diǎn)擊或者觸摸凍結(jié)軟鍵182來(lái)凍結(jié)現(xiàn)場(chǎng)圖像。在這些軟鍵的右側(cè)是虛擬旋轉(zhuǎn)或者指輪控制164。可以將這些軟鍵控制拖動(dòng)到左側(cè)或者右側(cè)來(lái)在顯示屏幕上圍繞三面(tri-plane)超聲波圖像170的公共軸來(lái)旋轉(zhuǎn)其平面。例如，當(dāng)使用控制面板44來(lái)控制顯示器的時(shí)候，可以通過操縱軌跡球64來(lái)選擇三面圖像的平面，以將處于圖像背部的平面旋轉(zhuǎn)到前方。當(dāng)顯示屏幕是觸摸屏的時(shí)候，可以簡(jiǎn)單地通過觸摸屏幕并在三面圖像的前面從一側(cè)向另一側(cè)移動(dòng)手指來(lái)旋轉(zhuǎn)這三個(gè)面。與許多其他的類似，指輪控制164是上下文相關(guān)的，以操作當(dāng)前圖像顯示所需的功能。在顯示屏幕38的右上角是控制面板44中的模式選擇鍵72n的可視表現(xiàn)。在這個(gè)實(shí)施方式中，模式選擇鍵實(shí)現(xiàn)為軟鍵餅菜單(piemenu)172。通過點(diǎn)擊或者觸摸可以選擇餅的特定部分，來(lái)選擇所指示的操作模式。當(dāng)模式具有許多子模式(諸如，三維(3D)成像)時(shí)，對(duì)模式的選擇將打開更詳細(xì)選擇的子菜單。在這個(gè)圖示中，用戶已經(jīng)借助于餅菜單172選擇了3D模式，并在3D模式中使用子菜單173進(jìn)一步選擇三面子模式。在三面子模式中，如三面顯示170所示，同時(shí)以透視方式顯示經(jīng)過體積的三個(gè)平面。然后，可以使用軟鍵旋轉(zhuǎn)或者指輪控制164或者對(duì)觸摸屏進(jìn)行觸摸來(lái)將平面圍繞其在顯示器頂部的公共頂點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以使得在顯示背面模糊的圖像平面旋轉(zhuǎn)至前面。根據(jù)當(dāng)前選擇的圖像模式可以在顯示屏幕38上顯示不同的軟鍵。可以作為特定顯示上的靜態(tài)區(qū)域來(lái)產(chǎn)生軟鍵，或者軟鍵可以作為當(dāng)需要或者調(diào)用時(shí)下拉或者彈出的菜單。圖5a至圖5d示出了可以用于在便攜式超聲波系統(tǒng)顯示屏幕上的軟鍵控制的其他形式。圖5a示出了可以用于控制面板的機(jī)械TGC滑動(dòng)條84的兩種軟鍵形式。在左側(cè)的形式中，滑動(dòng)條是具有沿著中心的線的矩形，而在右側(cè)的形式中，滑動(dòng)條是底部繪制成點(diǎn)的塊。可以跨越滑動(dòng)條控制的水平范圍向前或者向后拖動(dòng)視頻滑動(dòng)條，這正如在控制面板上的機(jī)械滑動(dòng)條那樣。圖5b示出了當(dāng)期望有數(shù)字指示符或者精確性時(shí)可以使用的軟鍵控制。這個(gè)控制是示出了數(shù)字的輪選框186，可以通過觸摸或者點(diǎn)擊數(shù)字右側(cè)的箭頭來(lái)增加或者減小該數(shù)字。例如，這種控制可以用于設(shè)置所顯示圖像的深度。圖5c示出了完整的視頻QWERTY鍵盤180，例如可以對(duì)其進(jìn)行顯示和觸摸或者點(diǎn)擊，以編寫文本消息或者標(biāo)識(shí)符或者患者ID。最后，圖5d示出了筒檔曲線188，例如可以對(duì)其進(jìn)行觸摸或者點(diǎn)擊以將曲線中的部分向左或向右拖拽來(lái)改變相應(yīng)TGC功能的特征。在這個(gè)例子中，還可以將曲線右部的深度標(biāo)度向上或者向下拖拽，用以擴(kuò)展或者減小圖像深度。利用這個(gè)軟鍵，可以借助于一個(gè)軟鍵顯示來(lái)改變兩個(gè)功能，即TGC特征和圖像深度。表I示出了作為在擴(kuò)展雞控制面板上的硬控制、以及在未進(jìn)雞的(分離的)便攜式超聲波系統(tǒng)上的軟控制的多個(gè)超聲波控制功能的實(shí)施方式。在表的第一列中列出了超聲波控制功能。在中間列中描述了它們作為硬控制的實(shí)現(xiàn)，其中"硬按鈕"是指在控制面板上的物理按鈕，而"軟按鈕"是指在控制面板頂部處的已編號(hào)按鈕90之一(參見圖3)，其中每個(gè)按鈕都與按鈕正上方的顯示屏幕的區(qū)域?qū)?zhǔn)。通過在顯示屏幕區(qū)域中顯示可編程功能標(biāo)簽，在超聲波系統(tǒng)操作的不同模式期間，可以對(duì)按鈕的功能進(jìn)行編程以用于不同的功能。表I的第三列顯示了當(dāng)在便攜式超聲波系統(tǒng)顯示器上可視地實(shí)現(xiàn)時(shí)的控制功能。"標(biāo)簽頁(yè)"是指在顯示屏幕(參見圖4)邊緣處定位的可視控制92,可以對(duì)其進(jìn)行觸摸或者點(diǎn)擊以觀看不同的顯示頁(yè)面。由此可以看出，可以將各種常用的超聲波系統(tǒng)控制從機(jī)械控制映射至用于便攜式系統(tǒng)的可視控制。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，超聲波探頭包括如在美國(guó)專利6,375,617(Fraser等人)和美國(guó)專利5,997,479(Savord等人)中所述的矩陣陣列探頭。矩陣陣列探頭不但包含變換器陣列而且還包括微波束形成器電路，該微波束形成器電路執(zhí)行由探頭所接收信號(hào)的至少某些波束形成處理。矩陣陣列探測(cè)器還可以高效并緊湊地使用二維陣列變換器，其可對(duì)體積區(qū)域或者占有體積區(qū)域的幾個(gè)平面的圖像執(zhí)行三維成像。當(dāng)在探頭中執(zhí)行某些波束形成時(shí)，在矩陣探頭所連接到并進(jìn)行操作的超聲波系統(tǒng)上施加了減小的處理負(fù)擔(dān)。圖6a示出了一個(gè)便攜式超聲波系統(tǒng)60的實(shí)施方式，其中該便攜式系統(tǒng)使用膝上型PC的傳統(tǒng)封裝。通過利用膝上型PC的處理能力和現(xiàn)有封裝的優(yōu)點(diǎn)，就不需要專門的封裝部件，這降低了便攜式系統(tǒng)的成本。可使用便攜式PC單元的微處理器來(lái)執(zhí)行大量信號(hào)處理以及所有顯示處理和用戶接口控制。另外，已經(jīng)成功開發(fā)了用于將膝上型PC與擴(kuò)展塢進(jìn)行接口的連接器，并且其在商業(yè)上是可獲得的，這降低了系統(tǒng)開發(fā)的成本。當(dāng)在膝上型PC封裝中實(shí)現(xiàn)時(shí)，可使用膝上型PC的傳統(tǒng)鍵盤和控制162，這包括通常集成到膝上型鍵盤中的觸摸板或者游戲桿指示設(shè)備。由膝上型PC的傳統(tǒng)平板顯示器38提供便攜式超聲波系統(tǒng)顯示器38，優(yōu)選地可以將該傳統(tǒng)平板顯示器38修改為至少部分或者完全的觸摸屏顯示器。用于便攜式超聲波系統(tǒng)的膝上型PC或者筆記本PC的另一優(yōu)點(diǎn)是，方便地與矩陣陣列探頭進(jìn)行接口。圖6b以框圖形式示出了第一個(gè)這樣的接口。此探頭接口由左側(cè)的垂直虛線202和右側(cè)的垂直虛線206來(lái)界定。在虛線202的左側(cè)是矩陣陣列探頭，其連接到由箭頭所示的信號(hào)線。在虛線206右側(cè)是膝上型PC或者筆記本PC系統(tǒng)。在圖6b的實(shí)施方式中，該接口連接到USB連接的標(biāo)準(zhǔn)線路，這包括在虛線206右側(cè)示出的USB數(shù)據(jù)線和USBDC(電源)線。因此，在此實(shí)施方式中的超聲波探頭通過與在便攜式PC中早已存在的接口協(xié)議兼容的標(biāo)準(zhǔn)USB接口而與便攜式PC接口連接，這降低了與PC進(jìn)行接口的成本和復(fù)雜性。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>探頭-PC接口可以分成為兩個(gè)數(shù)據(jù)電路區(qū)域。在虛線204-206之間的區(qū)域是數(shù)字電路區(qū)域，如果期望的話可以將其制造成為數(shù)字電路模塊。在虛線202-204之間的區(qū)域可以看作為模擬電路區(qū)域，如果期望的話可以將其制造成為模擬電路模塊。作為選擇，可以在公用印刷電路板上制造這兩個(gè)模塊。可以將這樣的一個(gè)或者多個(gè)板方便地定位在諸如附加電池或者盤驅(qū)動(dòng)艙之類的標(biāo)準(zhǔn)膝上型PC隔間中。因此，可將接口實(shí)現(xiàn)為定位在膝上型PC外殼內(nèi)部的模塊，而不是作為在探頭和便攜式PC之間使用的分離模塊盒。USBDC線耦合至功率控制電路212，其向數(shù)字電源電路214和模擬電源電路216分配DC電源。數(shù)字電源電路214向數(shù)字模塊中的數(shù)字部件分配電源，其中在這個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)字模塊包括USB微控制器210和獲取控制器FPGA220及諸如RAM222之類的附件部件。USB微控制器210經(jīng)由USB數(shù)據(jù)線與便攜式PC交換USB數(shù)據(jù)，并經(jīng)由數(shù)據(jù)、時(shí)鐘和控制線與FPGA220交換USB數(shù)據(jù)。USB微控制器是這樣的裝置，其中FPGA和便攜式PC利用該裝置而通過USB端口進(jìn)行通信。獲取控制器FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)是可編程硬件設(shè)備，其執(zhí)行便攜式超聲波系統(tǒng)的大多數(shù)或者全部超聲波獲取功能，諸如傳送和接收波束形成、濾波、解調(diào)、調(diào)協(xié)分離，如果期望并給出足夠的FPGA電路的話，還有幅度和/或多普勒檢測(cè)。在模擬模塊中，數(shù)字模塊的模擬電源電路216耦合至電源調(diào)節(jié)電路240，其向模擬模塊的部件分配電源，并且還進(jìn)行連接以向探頭中的電源分配電路提供電源。FPGA220在線路230和232上提供用于矩陣陣列探頭中的微波束形成器的波束形成數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)。在這個(gè)實(shí)施方式中，這些線路穿過模擬模塊以便連接至探頭。用于探頭中的變換器元件的雙極驅(qū)動(dòng)信號(hào)由FPGA220在線路228上提供，由放大器252進(jìn)行放大，并且由傳送/接收開關(guān)250耦合至探頭。對(duì)由探頭中的變換器元件接收的超聲波信號(hào)進(jìn)行微波束形成和放大，然后通過傳送/接收開關(guān)250將該信號(hào)耦合至TGC放大級(jí)248。由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)224對(duì)TGC放大的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，并通過線路226將該信號(hào)數(shù)字耦合至FPGA。TGC控制受線路224上的TGC信號(hào)的影響，該TGC信號(hào)由TGCDAC242轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，然后分配到TGC放大級(jí)248，并通過放大器246分配到探頭中的增益控制電路。還可以在FPGA220中數(shù)字地執(zhí)行一部分TGC控制。在典型配置中，首先對(duì)由探頭中數(shù)十或者數(shù)百個(gè)轉(zhuǎn)換器元件所接收的超聲波信號(hào)進(jìn)行微波束形成，并向下組合至較少數(shù)量的超聲波信號(hào)信道，諸如16或者32信道。當(dāng)FPGA22為作為16或者32信道的接收波束形成器的配置進(jìn)行編程時(shí)，可以由該FPGA220執(zhí)行這些16或者32信道的最終波束形成。最終波束形成的線路信號(hào)(其還可能在FPGA中經(jīng)歷如上所述的其他信號(hào)處理)通過USB接口耦合至便攜式PC以便進(jìn)行圖像處理，并在便攜式超聲波系統(tǒng)的顯示器38上進(jìn)行顯示。便攜式系統(tǒng)由諸如圖4所示的用戶接口所控制。當(dāng)便攜式超聲波系統(tǒng)60在擴(kuò)展塢50中進(jìn)塢的時(shí)候，探頭可以借助于擴(kuò)展塢和便式攜超聲波系統(tǒng)之間的塢連接器、通過在擴(kuò)展塢(當(dāng)存在時(shí))上的探頭連接器56和模擬模塊之間的多路復(fù)用器連接至模擬模塊。當(dāng)進(jìn)塢的時(shí)候，由具有耦合至塢連接器的控制的控制面板44控制該超聲波系統(tǒng)，并在擴(kuò)展塢顯示器(圖2a)或者顯示器38(圖2b)上顯示超聲波圖像。圖7a再次示出了封裝為便攜式PC的便攜式超聲波系統(tǒng)60。在此實(shí)施方式中，在獲取系統(tǒng)和便攜式PC之間的數(shù)字通信借助于并行數(shù)據(jù)接口而不是串行數(shù)據(jù)接口進(jìn)行。如圖7b所示，此實(shí)施方式配置有在FPGA220和便攜式PC之間的PCMCIA接口。大多數(shù)便攜PC具有在PC的殼體內(nèi)部、用于PCMCIA卡的連接器插槽。這意指在虛線204和206之間的數(shù)字模塊可制造為PCMCIA卡，該卡位于這種插槽中并借助于其PCMCIA接口而與便攜式PC直接通信。因此，不需要開發(fā)專門的并行數(shù)據(jù)接口來(lái)與便攜式PC進(jìn)行通信。模擬模塊可位于類似插槽或者便攜式PC的附件艙中。PCMCIA接口包括PCMCIA微控制器260,其連接到便攜式PC的PCMCIA地址線和數(shù)據(jù)線。將PCMCIA接口的DC導(dǎo)體進(jìn)行耦合以向電源控制電路212提供DC電源。因此，F(xiàn)PGA220可通過PCMCIA接口進(jìn)行通信以從便攜式PC接收程序或者數(shù)據(jù)，并向便攜式PC轉(zhuǎn)發(fā)所獲取的超聲波數(shù)據(jù)用于顯示。對(duì)膝上型PC或者筆記本PC的本身PC接口的使用使得能夠制造廉價(jià)并且方便封裝的便攜超聲波系統(tǒng)60。權(quán)利要求1.一種包括便攜式超聲波系統(tǒng)的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)在所述便攜式超聲波系統(tǒng)連接到擴(kuò)展塢時(shí)以進(jìn)塢模式進(jìn)行操作、并且在其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)與所述擴(kuò)展塢分離地操作時(shí)以便攜模式進(jìn)行操作，所述超聲波診斷成像系統(tǒng)包括硬鍵控制面板，連接到所述擴(kuò)展塢并包括多個(gè)硬鍵機(jī)械控制，在當(dāng)所述便攜式超聲波系統(tǒng)以所述進(jìn)塢模式進(jìn)行操作時(shí)，所述硬鍵機(jī)械控制起作用以控制所述超聲波系統(tǒng)；以及便攜式系統(tǒng)顯示面板，連接到所述便攜式超聲波系統(tǒng)，并且當(dāng)所述便攜式超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進(jìn)行操作時(shí)由所述便攜超聲波系統(tǒng)來(lái)操作，所述便攜式系統(tǒng)顯示面板顯示多個(gè)軟鍵控制，用戶可選擇所述軟鍵控制以便控制以所述便攜模式進(jìn)行操作的所述便攜式超聲波系統(tǒng)，當(dāng)所述便攜式超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進(jìn)行操作時(shí)，所述軟鍵控制執(zhí)行所述硬鍵控制面板中的對(duì)應(yīng)硬鍵機(jī)械控制的功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中在當(dāng)所述便攜式超聲波系統(tǒng)以所述進(jìn)塢模式進(jìn)行操作時(shí)，所述顯示面板不可操作。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)還包括系統(tǒng)控制器，當(dāng)所述超聲波系統(tǒng)以所述進(jìn)塢模式進(jìn)行操作時(shí)，所述系統(tǒng)控制器響應(yīng)于所述硬鍵控制面板的所述硬鍵機(jī)械控制以控制所述超聲波系統(tǒng)，并且在當(dāng)所述超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進(jìn)行操作時(shí)，響應(yīng)于在所述便攜式系統(tǒng)顯示面板上的所述軟鍵控制的選擇和/或操縱來(lái)控制所述超聲波系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)還包括指示設(shè)備，所述指示設(shè)備可進(jìn)行操作以選擇和/或操縱在所述便攜式系統(tǒng)顯示面板上的軟鍵控制。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述便攜式系統(tǒng)顯示面板包括觸摸屏顯示器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述硬鍵控制面板包括字母數(shù)字鍵盤以及具有特定超聲波功能的多個(gè)機(jī)械控制；以及其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)包括字母數(shù)字鍵盤以及在所述便攜式系統(tǒng)顯示面板上顯示的多個(gè)軟鍵控制，所述多個(gè)軟鍵控制重復(fù)所述硬鍵控制面板中的多個(gè)機(jī)械控制的所述特定超聲波功能。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述硬鍵控制面板中的所述字母數(shù)字鍵盤包括機(jī)械按鍵字母數(shù)字鍵盤。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)中的所述字母數(shù)字鍵盤包括機(jī)械按鍵字母數(shù)字鍵盤。9.根據(jù)權(quán)利要求6所迷的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中在所述便攜模式下具有特定超聲波功能的全部控制都實(shí)現(xiàn)為在所述便攜式系統(tǒng)顯示面板上的軟鍵控制。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述硬鍵控制面板包括字母數(shù)字鍵盤以及多個(gè)具有特定超聲波功能的機(jī)械控制；以及其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)包括字母數(shù)字鍵盤以及在所述便攜系統(tǒng)顯示面板上顯示的多個(gè)軟鍵控制，它們重復(fù)所述硬鍵控制面板中的字母數(shù)字鍵盤和多個(gè)機(jī)械控制的特定超聲波功能。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述硬鍵控制面板中的所述字母數(shù)字鍵盤包括機(jī)械按鍵字母數(shù)字鍵盤。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)中的所述字母數(shù)字鍵盤包括機(jī)械按鍵字母數(shù)字鍵盤。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)還包括系統(tǒng)控制器，當(dāng)所述超聲波系統(tǒng)以所述進(jìn)塢模式進(jìn)行操作時(shí)，所述系統(tǒng)控制器響應(yīng)于所述硬鍵控制面板中的所述硬鍵機(jī)械控制以控制所述超聲波系統(tǒng)，并且當(dāng)所述超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進(jìn)行操作時(shí)，所述系統(tǒng)控制器響應(yīng)于對(duì)所述便攜式系統(tǒng)顯示面板上的所述軟鍵控制的選擇和/或操縱來(lái)控制所述超聲波系統(tǒng)；以及圖形顯示子系統(tǒng)，響應(yīng)于所述系統(tǒng)控制器并耦合至所述便攜式系統(tǒng)顯示面板，用于當(dāng)所述超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進(jìn)行操作時(shí)，在所述便攜式系統(tǒng)顯示面板上顯示軟鍵控制。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述擴(kuò)展雞還包括擴(kuò)展塢顯示器，所述擴(kuò)展雞顯示器用于在所述進(jìn)塢模式下顯示超聲波圖像，其中當(dāng)所述超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進(jìn)行操作時(shí)，在所述便攜式系統(tǒng)顯示面板上顯示所述超聲波圖像。15.—種用于有選擇地以進(jìn)塢模式或者便攜模式來(lái)操作便攜式超聲波系統(tǒng)的方法，所述便攜式超聲波系統(tǒng)具有平板顯示器，所述方法包括將所述便攜式超聲波系統(tǒng)連接到擴(kuò)展塢；當(dāng)所述系統(tǒng)以所述進(jìn)塢模式進(jìn)行操作時(shí)，借助于擴(kuò)展塢控制面板來(lái)操作所述超聲波系統(tǒng)，所述擴(kuò)展塢控制面板包括多個(gè)硬鍵控制，所述硬鍵控制對(duì)所述超聲波系統(tǒng)的預(yù)定功能進(jìn)行控制；從所述擴(kuò)展塢斷開所述便攜式超聲波系統(tǒng)；以及當(dāng)所述系統(tǒng)以所述1更攜模式進(jìn)《亍操作時(shí)，借助于在所述平板顯示器上顯示的多個(gè)軟鍵控制來(lái)操作所述超聲波系統(tǒng)，所述軟鍵控制被映目匕16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述擴(kuò)展塢還包括顯示器；并且所述方法還包括當(dāng)所述系統(tǒng)以所述進(jìn)塢模式進(jìn)行操作時(shí)，在所述擴(kuò)展塢顯示器上顯示超聲波圖像；以及當(dāng)所述系統(tǒng)以所述便攜模式進(jìn)行操作時(shí)，在所述平板顯示器上顯示超聲波圖像。全文摘要描述了一種可以進(jìn)塢模式或者便攜模式進(jìn)行操作的超聲波診斷成像系統(tǒng)。在進(jìn)塢模式下，便攜式超聲波系統(tǒng)(60)利用擴(kuò)展塢(50)進(jìn)塢。由擴(kuò)展塢(50)中的控制面板上的硬鍵控制來(lái)控制便攜式超聲波系統(tǒng)(60)，并在擴(kuò)展塢顯示器(28)上顯示超聲波圖像。在便攜模式下，便攜式超聲波系統(tǒng)與擴(kuò)展塢(50)分離地進(jìn)行操作。將控制面板上的多個(gè)硬鍵的功能映射至在便攜式超聲波系統(tǒng)的平板顯示器上顯示的圖形顯示軟鍵。通過點(diǎn)擊所顯示的軟鍵或者當(dāng)平板顯示器是觸摸屏顯示器時(shí)觸摸所顯示的軟鍵，來(lái)控制超聲波系統(tǒng)。文檔編號(hào)G01S15/89GK101163986SQ200680013019公開日2008年4月16日申請(qǐng)日期2006年3月31日優(yōu)先權(quán)日2005年4月18日發(fā)明者M(jìn)·D·波蘭德申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司