專利名稱：：具有擴展塢的便攜式超聲波診斷成像系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：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)擴展塢(dockingstation)進行操作的便攜式超聲波(ultrasound)系統(tǒng)
背景技術：
隨著半導體設備越來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備。這種尺寸的減小首先通過個人計算機(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超聲波系統(tǒng)的操作而設計的硬件和軟件控制。但是，當要在類似PC的系統(tǒng)中實現(xiàn)相同功能性的時候，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、鍵盤按鍵或者其他指示設備來操作這些軟控制，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，Vara等人的圖形用戶接口的概念應用至整個類似PC設備的范圍。例如，Grunwald等人在他們的美國專利申請公開No.US2004/0138569中已經(jīng)將這些用戶接口概念應用至PC、膝上型計算機以及個人數(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施例中避免了對機械指示設備的需要。通過觸摸屏幕上的按鈕或者按鍵的可視化顯示，可調用該按鈕或者按鍵的功能。歐洲專利申請公開EP1239396A2(Lifshitz等人)預見了一種醫(yī)學成像系統(tǒng)，其中觸摸屏的觸敏控制區(qū)提供醫(yī)學成像系統(tǒng)所需的完整控制。在膝上型計算機或者PDA設備中實現(xiàn)超聲波功能性的能力已經(jīng)導致了小型、高度便攜式超聲波成像設備的發(fā)展。這些小型設備的缺點在于，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)較小的設備不便于使用。通過提供車式擴展雞已經(jīng)解決了此缺點，其中該擴展塢提供了使用車栽系統(tǒng)的某些感覺。在美國專利6,447,451(Wing等人)中，例如，可以在擴展臺(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。在美國專利申請公開No.US2004/0150963(Holmberg等人)中克服了此缺點，其中擴展臺具有其自身的CRT或者平板顯示監(jiān)視器、較大的用戶接口設備、以及用于外設的存儲區(qū)。美國專利申請公開No.US2004/0179332(Smith等人)將此概念領入進一步的階段，其中提供了基本上復制了全部車栽系統(tǒng)的擴展塢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)完全進行操作。當該便攜式系統(tǒng)安裝在擴展雞14中時，其顯示屏幕和用戶界面控制不可訪問，此時操作者使用擴展塢的顯示屏幕28和全尺寸的用戶接口134來操作該系統(tǒng)。Smith等人認識到，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)上實現(xiàn)擴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滑動條。所期望的是提供一種便攜式超聲波系統(tǒng)，當進塢(dock)時，可以利用全尺寸用戶接口控制的完整集合來操作該系統(tǒng)，而當作為便攜式系統(tǒng)進行操作時，使得操作者可以使用相同的用戶接口控制，因而在當進塢或者作為便攜式系統(tǒng)操作時可提供完整的超聲波系統(tǒng)功能。
發(fā)明內容根據(jù)本發(fā)明的原理，便攜式超聲波系統(tǒng)可作為獨立的便攜式系統(tǒng)進行操作，或者進塢并以車載超聲波系統(tǒng)的方式進行操作。當該便攜式系統(tǒng)進雞時，便攜式系統(tǒng)感測到這個條件并允許由擴展瑪?shù)挠脩艚涌趤砜刂瞥暡üδ?。當該便攜式系統(tǒng)從擴展塢移除并獨立地進行操作時，把不作為便攜式系統(tǒng)上的硬控制而存在的擴展塢控制映射至圖形用戶接口、并且作為軟控制來顯示和操作。由此，在進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、在車式擴展塢中進塢的便攜式超聲波系統(tǒng)的兩個實施方式。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的擴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示出了擴展塢用戶接口中的硬控制，其中這些硬控制實現(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)的一個實施例。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)的另一實施例。具體實施例首先參考圖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)激勵陣列中的元件來將超聲波傳送到對象中。將響應于對超聲波的接收而產(chǎn)生的信號耦合至接收波束形成器14。波束形成器延遲并組合來自單獨變換器元件的信號以形成相關的波束形成回聲信號。當探頭包括用于3D成像的2-D陣列時，它還可以包括微波束形成器，如美國專利6，709，394所述，該微波束形成器通過組合來自變換器元件相關組("片(patch)")的信號而在探頭中進行部分的波束形成。在此情況下，將微波束形成的信號耦合至系統(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耦合至信號處理器16，信號處理器16根據(jù)期望的信息來處理這些信號。例如，可以對信號濾波，和/或可以分離出諧波信號用于處理。將經(jīng)處理的信號耦合至檢測感興趣信息的檢測器18。對于B模式成像，通常使用幅度檢測，而對于頻譜和彩色多普勒成像，則可檢測多普勒移位或者頻率。將所檢測的信號耦合至掃描轉換器(converter)20，在這里通常是在笛卡兒坐標系中將信號調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)掃描轉換的信號耦合至圖像處理器用于進一步期望的增強(諸如，余輝處理)?？梢詾榱四承﹫D像處理而旁路掃描轉換器。例如，當3D圖像由圖像處理器通過在3D數(shù)據(jù)集上的直接操作進行體積繪制時，可以旁路掃描轉換器。將結果生成的二維或者三維圖像暫時存儲在圖像存儲器24中，其從此處耦合至顯示處理器26。顯示處理器產(chǎn)生必要的驅動信號，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。顯示處理器還用來自圖形處理器30的圖形信息來覆蓋超聲波圖像，所述圖形信息諸如系統(tǒng)配置和操作信息、患者標識數(shù)據(jù)、以及圖像獲取的時間和日期。中央控制器40響應于來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、信號處理器16、探測器18以及掃描轉換器20的箭頭，以及指示到系統(tǒng)其他部分的箭頭42所示，協(xié)調該超聲波系統(tǒng)各個不同部分的操作。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的命令和設置。中央控制器40還耦合至交流電源32，以使得當便攜式系統(tǒng)進塢到擴展塢中時，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還響應于指示便攜式超聲波系統(tǒng)是進塢還是未進塢(undock)的信號，這如由至中央控制器的"進塢/未進塢，，輸入所示?？梢酝ㄟ^操作者按下進塢/未進塢按鈕、當便攜式系統(tǒng)進塢或者未進塢時改變狀態(tài)的開關、或者進塢/未進塢狀態(tài)的其他傳感器來提供這個信號。當向中央控制器通知該便攜式超聲波系統(tǒng)在擴展雞中進塢時，中央控制器響應來自用戶控制面板44的輸入，并使得在擴展塢顯示器28上顯示圖像。在進塢期間，中央控制器還控制圖形處理器30，以忽略重復用戶控制面板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在當便攜式超聲波系統(tǒng)進塢的時候對電池36進行充電，和/或從擴展塢上的電源向進塢的便攜式系統(tǒng)供電。當向中央控制器通知該便攜式超聲波系統(tǒng)未進雞時，這些控制特征有所不同?，F(xiàn)在；控制器知道不從擴展塢控制面板44接收用戶命令。現(xiàn)在，當需要時，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駐留在擴展雞中，所以這些子系統(tǒng)不再受到控制?，F(xiàn)在，將通過便攜式系統(tǒng)上的探頭連接器而不是通過擴展塢上的連接器來控制探頭?，F(xiàn)在，便攜式超聲波系統(tǒng)完全作為獨立的超聲波系統(tǒng)進行操作。由此可以看出，在此實施方式中，圖1中的部件劃分如下。中央控制器40、波束形成器14、信號處理器16、檢測器18、掃描轉換器20、圖像處理器22、圖像存儲器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?？刂泼姘?4、顯示器28、交流電源32和充電器34駐留在擴展雞上。在其他實施方式中，可以如設計目標所示，以其他方式對這些子系統(tǒng)做出劃分。圖2a和圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明原理構建的擴展塢50和便攜式超聲波系統(tǒng)的兩個實施方式。這個擴展塢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在可調節(jié)支架46上支撐用戶控制面板44，其中該可調節(jié)支架46使得控制面板可以升高或者降低以適應不同用戶的舒適性。顯示器28安裝在控制面板44上，優(yōu)選為安裝在可調整支架48上。在美國專利申請序列號No.60/542，893和國際申請?zhí)朠CT/IB2005/050405中描述了用于此目的關節(jié)可調整支架。基座單元52罩住諸如打印機、盤驅動以及視頻記錄器之類、超聲波系統(tǒng)可以使用的外圍設備。擴展塢50可以通過輪54滾動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?；鶈卧?2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。當便攜式超聲波系統(tǒng)60插入到外罩58中時，便攜式系統(tǒng)60上的連接器接合擴展塢的配對連接器。此接合直接或者間接地導致將"進雞"控制信號遞送到便攜式系統(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。這個連接器或者其它連接器還可以將便攜式系統(tǒng)連接到擴展塢上的一個或者多個探頭連接器56。作為選擇，通過在基座單元52的側部上的開口(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。在這個結構中，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是當便攜式系統(tǒng)在擴展塢50上進塢時所使用的顯示器。通過將便攜式超聲波系統(tǒng)安裝到支架48上的連接器來實現(xiàn)進塢。由此，便攜式超聲波系統(tǒng)通過穿過支架48的導體來與擴展塢50進行通信。這樣看來，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的側部上。探頭可以連接到這些連接器156或者連接到擴展塢的基座單元52上的連接器(如果存在的話)。圖3是擴展塢控制面板44的頂視圖?？梢钥吹?，控制面板44包含多個按鈕、開關以及硬控制(操作者通過它們來控制進雞的超聲波系統(tǒng))。在控制面板44的前部是兩個開口62，它們在控制面板的前部形成手柄。當借助于可調整支架46改變控制面板的高度時，抓住這些手柄。在控制面板的前部中心是軌跡球64，其結合在圖像顯示器上的光標和菜單而用作指示設備。在軌跡球的左側是"回車"或者"返回"鍵66，其以計算機鍵盤上的回車按鍵的方式起作用，而且在軌跡球的右側是"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。在控制面板的右下角是"凍結(freeze)，，按鈕82，用以在圖像顯示器上捕捉或者"凍結"特定的現(xiàn)場圖像。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。在控制面板的右側是"增益，，按鈕74，用戶通過其可增加或者降低用來產(chǎn)生圖像的超聲波信號的增益。例如，增加增益可以增強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，其可以包括機械的或者膜式按鍵。在鍵盤80的右側是一組機械滑動電位計，其用以設置應用到所接收回聲信號的TGC增益特征。根據(jù)本發(fā)明的原理，當進塢的超聲波系統(tǒng)60從擴展雞出塢并且用作獨立的便攜式超聲波系統(tǒng)時，在擴展塢控制面板44上的許多物理控制實現(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上的軟控制上進行點擊的指示設備來激活。指示設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)的探頭上的物理設備，其中超聲波檢查者可以在手持探頭的同時，利用手指來操縱它。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，來代替通過鼠標、軌跡球或者其他電子指示設備來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,其可以用于增強信號增益(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，并且可以通過點擊或者觸摸凍結軟鍵182來凍結現(xiàn)場圖像。在這些軟鍵的右側是虛擬旋轉或者指輪控制164?？梢詫⑦@些軟鍵控制拖動到左側或者右側來在顯示屏幕上圍繞三面(tri-plane)超聲波圖像170的公共軸來旋轉其平面。例如，當使用控制面板44來控制顯示器的時候，可以通過操縱軌跡球64來選擇三面圖像的平面，以將處于圖像背部的平面旋轉到前方。當顯示屏幕是觸摸屏的時候，可以簡單地通過觸摸屏幕并在三面圖像的前面從一側向另一側移動手指來旋轉這三個面。與許多其他的類似，指輪控制164是上下文相關的，以操作當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)。在這個實施方式中，模式選擇鍵實現(xiàn)為軟鍵餅菜單(piemenu)172。通過點擊或者觸摸可以選擇餅的特定部分，來選擇所指示的操作模式。當模式具有許多子模式(諸如，三維(3D)成像)時，對模式的選擇將打開更詳細選擇的子菜單。在這個圖示中，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，同時以透視方式顯示經(jīng)過體積的三個平面。然后，可以使用軟鍵旋轉或者指輪控制164或者對觸摸屏進行觸摸來將平面圍繞其在顯示器頂部的公共頂點進行旋轉，以使得在顯示背面模糊的圖像平面旋轉至前面。根據(jù)當前選擇的圖像模式可以在顯示屏幕38上顯示不同的軟鍵?？梢宰鳛樘囟@示上的靜態(tài)區(qū)域來產(chǎn)生軟鍵，或者軟鍵可以作為當需要或者調用時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械TGC滑動條84的兩種軟鍵形式。在左側的形式中，滑動條是具有沿著中心的線的矩形，而在右側的形式中，滑動條是底部繪制成點的塊?？梢钥缭交瑒訔l控制的水平范圍向前或者向后拖動視頻滑動條，這正如在控制面板上的機械滑動條那樣。圖5b示出了當期望有數(shù)字指示符或者精確性時可以使用的軟鍵控制。這個控制是示出了數(shù)字的輪選框186，可以通過觸摸或者點擊數(shù)字右側的箭頭來增加或者減小該數(shù)字。例如，這種控制可以用于設置所顯示圖像的深度。圖5c示出了完整的視頻QWERTY鍵盤180，例如可以對其進行顯示和觸摸或者點擊，以編寫文本消息或者標識符或者患者ID。最后，圖5d示出了筒檔曲線188，例如可以對其進行觸摸或者點擊以將曲線中的部分向左或向右拖拽來改變相應TGC功能的特征。在這個例子中，還可以將曲線右部的深度標度向上或者向下拖拽，用以擴展或者減小圖像深度。利用這個軟鍵，可以借助于一個軟鍵顯示來改變兩個功能，即TGC特征和圖像深度。表I示出了作為在擴展雞控制面板上的硬控制、以及在未進雞的(分離的)便攜式超聲波系統(tǒng)上的軟控制的多個超聲波控制功能的實施方式。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按鈕90之一(參見圖3)，其中每個按鈕都與按鈕正上方的顯示屏幕的區(qū)域對準。通過在顯示屏幕區(qū)域中顯示可編程功能標簽，在超聲波系統(tǒng)操作的不同模式期間，可以對按鈕的功能進行編程以用于不同的功能。表I的第三列顯示了當在便攜式超聲波系統(tǒng)顯示器上可視地實現(xiàn)時的控制功能。"標簽頁"是指在顯示屏幕(參見圖4)邊緣處定位的可視控制92,可以對其進行觸摸或者點擊以觀看不同的顯示頁面。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)明的一個實施方式中，超聲波探頭包括如在美國專利6,375,617(Fraser等人)和美國專利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的至少某些波束形成處理。矩陣陣列探測器還可以高效并緊湊地使用二維陣列變換器，其可對體積區(qū)域或者占有體積區(qū)域的幾個平面的圖像執(zhí)行三維成像。當在探頭中執(zhí)行某些波束形成時，在矩陣探頭所連接到并進行操作的超聲波系統(tǒng)上施加了減小的處理負擔。圖6a示出了一個便攜式超聲波系統(tǒng)60的實施方式，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，就不需要專門的封裝部件，這降低了便攜式系統(tǒng)的成本?？墒褂帽銛y式PC單元的微處理器來執(zhí)行大量信號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與擴展塢進行接口的連接器，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。當在膝上型PC封裝中實現(xiàn)時，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)點是，方便地與矩陣陣列探頭進行接口。圖6b以框圖形式示出了第一個這樣的接口。此探頭接口由左側的垂直虛線202和右側的垂直虛線206來界定。在虛線202的左側是矩陣陣列探頭，其連接到由箭頭所示的信號線。在虛線206右側是膝上型PC或者筆記本PC系統(tǒng)。在圖6b的實施方式中，該接口連接到USB連接的標準線路，這包括在虛線206右側示出的USB數(shù)據(jù)線和USBDC(電源)線。因此，在此實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)議兼容的標準USB接口而與便攜式PC接口連接，這降低了與PC進行接口的成本和復雜性。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>探頭-PC接口可以分成為兩個數(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模塊。可以將這樣的一個或者多個板方便地定位在諸如附加電池或者盤驅動艙之類的標準膝上型PC隔間中。因此，可將接口實現(xiàn)為定位在膝上型PC外殼內部的模塊，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，其中在這個實施方式中，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端口進行通信。獲取控制器FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)是可編程硬件設備，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、調協(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。在模擬模塊中，數(shù)字模塊的模擬電源電路216耦合至電源調節(jié)電路240，其向模擬模塊的部件分配電源，并且還進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)和時鐘信號。在這個實施方式中，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動信號由FPGA220在線路228上提供，由放大器252進行放大，并且由傳送/接收開關250耦合至探頭。對由探頭中的變換器元件接收的超聲波信號進行微波束形成和放大，然后通過傳送/接收開關250將該信號耦合至TGC放大級248。由模數(shù)轉換器(ADC)224對TGC放大的信號進行數(shù)字化，并通過線路226將該信號數(shù)字耦合至FPGA。TGC控制受線路224上的TGC信號的影響，該TGC信號由TGCDAC242轉換成模擬信號，然后分配到TGC放大級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，首先對由探頭中數(shù)十或者數(shù)百個轉換器元件所接收的超聲波信號進行微波束形成，并向下組合至較少數(shù)量的超聲波信號信道，諸如16或者32信道。當FPGA22為作為16或者32信道的接收波束形成器的配置進行編程時，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(其還可能在FPGA中經(jīng)歷如上所述的其他信號處理)通過USB接口耦合至便攜式PC以便進行圖像處理，并在便攜式超聲波系統(tǒng)的顯示器38上進行顯示。便攜式系統(tǒng)由諸如圖4所示的用戶接口所控制。當便攜式超聲波系統(tǒng)60在擴展塢50中進塢的時候，探頭可以借助于擴展塢和便式攜超聲波系統(tǒng)之間的塢連接器、通過在擴展塢(當存在時)上的探頭連接器56和模擬模塊之間的多路復用器連接至模擬模塊。當進塢的時候，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)接口進行。如圖7b所示，此實施方式配置有在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)接口來與便攜式PC進行通信。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導體進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轉發(fā)所獲取的超聲波數(shù)據(jù)用于顯示。對膝上型PC或者筆記本PC的本身PC接口的使用使得能夠制造廉價并且方便封裝的便攜超聲波系統(tǒng)60。權利要求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)連接到擴展塢時以進塢模式進行操作、并且在其中所述便攜式超聲波系統(tǒng)與所述擴展塢分離地操作時以便攜模式進行操作，所述超聲波診斷成像系統(tǒng)包括硬鍵控制面板，連接到所述擴展塢并包括多個硬鍵機械控制，在當所述便攜式超聲波系統(tǒng)以所述進塢模式進行操作時，所述硬鍵機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)，并且當所述便攜式超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進行操作時由所述便攜超聲波系統(tǒng)來操作，所述便攜式系統(tǒng)顯示面板顯示多個軟鍵控制，用戶可選擇所述軟鍵控制以便控制以所述便攜模式進行操作的所述便攜式超聲波系統(tǒng)，當所述便攜式超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進行操作時，所述軟鍵控制執(zhí)行所述硬鍵控制面板中的對應硬鍵機械控制的功能。2.根據(jù)權利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中在當所述便攜式超聲波系統(tǒng)以所述進塢模式進行操作時，所述顯示面板不可操作。3.根據(jù)權利要求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，當所述超聲波系統(tǒng)以所述進塢模式進行操作時，所述系統(tǒng)控制器響應于所述硬鍵控制面板的所述硬鍵機械控制以控制所述超聲波系統(tǒng)，并且在當所述超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進行操作時，響應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/或操縱來控制所述超聲波系統(tǒng)。4.根據(jù)權利要求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)還包括指示設備，所述指示設備可進行操作以選擇和/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機械控制；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軟鍵控制，所述多個軟鍵控制重復所述硬鍵控制面板中的多個機械控制的所述特定超聲波功能。7.根據(jù)權利要求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)字鍵盤包括機械按鍵字母數(shù)字鍵盤。8.根據(jù)權利要求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)字鍵盤包括機械按鍵字母數(shù)字鍵盤。9.根據(jù)權利要求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)字鍵盤以及多個具有特定超聲波功能的機械控制；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軟鍵控制，它們重復所述硬鍵控制面板中的字母數(shù)字鍵盤和多個機械控制的特定超聲波功能。11.根據(jù)權利要求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)字鍵盤包括機械按鍵字母數(shù)字鍵盤。12.根據(jù)權利要求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)字鍵盤包括機械按鍵字母數(shù)字鍵盤。13.根據(jù)權利要求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，當所述超聲波系統(tǒng)以所述進塢模式進行操作時，所述系統(tǒng)控制器響應于所述硬鍵控制面板中的所述硬鍵機械控制以控制所述超聲波系統(tǒng)，并且當所述超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進行操作時，所述系統(tǒng)控制器響應于對所述便攜式系統(tǒng)顯示面板上的所述軟鍵控制的選擇和/或操縱來控制所述超聲波系統(tǒng)；以及圖形顯示子系統(tǒng)，響應于所述系統(tǒng)控制器并耦合至所述便攜式系統(tǒng)顯示面板，用于當所述超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進行操作時，在所述便攜式系統(tǒng)顯示面板上顯示軟鍵控制。14.根據(jù)權利要求1所述的超聲波診斷成像系統(tǒng)，其中所述擴展雞還包括擴展塢顯示器，所述擴展雞顯示器用于在所述進塢模式下顯示超聲波圖像，其中當所述超聲波系統(tǒng)以所述便攜模式進行操作時，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塢模式或者便攜模式來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)連接到擴展塢；當所述系統(tǒng)以所述進塢模式進行操作時，借助于擴展塢控制面板來操作所述超聲波系統(tǒng)，所述擴展塢控制面板包括多個硬鍵控制，所述硬鍵控制對所述超聲波系統(tǒng)的預定功能進行控制；從所述擴展塢斷開所述便攜式超聲波系統(tǒng)；以及當所述系統(tǒng)以所述1更攜模式進《亍操作時，借助于在所述平板顯示器上顯示的多個軟鍵控制來操作所述超聲波系統(tǒng)，所述軟鍵控制被映目匕16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述擴展塢還包括顯示器；并且所述方法還包括當所述系統(tǒng)以所述進塢模式進行操作時，在所述擴展塢顯示器上顯示超聲波圖像；以及當所述系統(tǒng)以所述便攜模式進行操作時，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塢模式或者便攜模式進行操作的超聲波診斷成像系統(tǒng)。在進塢模式下，便攜式超聲波系統(tǒng)(60)利用擴展塢(50)進塢。由擴展塢(50)中的控制面板上的硬鍵控制來控制便攜式超聲波系統(tǒng)(60)，并在擴展塢顯示器(28)上顯示超聲波圖像。在便攜模式下，便攜式超聲波系統(tǒng)與擴展塢(50)分離地進行操作。將控制面板上的多個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。通過點擊所顯示的軟鍵或者當平板顯示器是觸摸屏顯示器時觸摸所顯示的軟鍵，來控制超聲波系統(tǒng)。文檔編號G01S15/89GK101163986SQ200680013019公開日2008年4月16日申請日期2006年3月31日優(yōu)先權日2005年4月18日發(fā)明者M·D·波蘭德申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司