[發(fā)明專利]一種超聲調(diào)制成像系統(tǒng)及方法

無效

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• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103070701A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 邱維寶;王叢知;錢明;于妍妍;孫雷;鄭海榮
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武

1.一種超聲調(diào)制成像系統(tǒng)，包括顯示裝置，所述顯示裝置用于超聲圖像數(shù)據(jù)的顯示處理，其特征在于：還包括超聲處理單元和超聲換能器，所述超聲處理單元包括可編程邏輯門陣列，所述可編程邏輯門陣列用于超聲調(diào)制激勵信號的控制以及超聲波信號的解調(diào)處理，所述超聲換能器用于通過激勵信號產(chǎn)生超聲波信號到被測組織當中，同時將被測組織反射回的超聲波信號轉(zhuǎn)換為電氣回波信號并傳輸至超聲處理單元進行解調(diào)處理。

2.根據(jù)權利要求1所述的超聲調(diào)制成像系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲處理單元還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器和功率放大器，所述可編程邏輯門陣列產(chǎn)生調(diào)制激勵數(shù)字信號，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，所述功率放大器用于將模擬信號放大至高電壓激勵信號，并通過高電壓激勵信號激勵超聲換能器產(chǎn)生超聲波信號。

3.根據(jù)權利要求2所述的超聲調(diào)制成像系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲處理單元還包括低噪聲放大器、濾波器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述低噪聲放大器用于將超聲換能器轉(zhuǎn)換的電氣回波信號幅度放大，所述濾波器用于將放大的電氣回波信號進行濾波處理，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將放大濾波之后的電氣回波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字超聲信號，并通過高速接口傳送至可編程邏輯門陣列進行數(shù)據(jù)解調(diào)處理。

4.根據(jù)權利要求3所述的超聲調(diào)制成像系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯門陣列進行數(shù)據(jù)解調(diào)處理的解調(diào)算法包括：將模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字超聲信號進行濾波處理，濾除超聲信號外的干擾噪聲，根據(jù)超聲信號在組織內(nèi)部的衰減進行數(shù)字化的增益補償，通過信號解調(diào)完成數(shù)字超聲信號的壓縮解調(diào)處理，將時間拉長的序列波形壓縮成具有短時間的波形，壓縮過的超聲信號經(jīng)過包絡抽取，進行數(shù)據(jù)對數(shù)壓縮處理得到超聲圖像數(shù)據(jù)，并將超聲圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過傳輸接口傳送至顯示裝置進行顯示處理。

5.根據(jù)權利要求4所述的超聲調(diào)制成像系統(tǒng)，其特征在于，所述通過信號解調(diào)完成數(shù)字超聲信號的壓縮解調(diào)處理的具體信號解調(diào)算法包括基于快速傅里葉變換的信號解調(diào)算法和基于快速卷積的信號解調(diào)算法，所述基于快速傅里葉變換的信號解調(diào)算法具體為：濾波處理完的數(shù)字超聲信號，經(jīng)由快速傅里葉變換將時域信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，再由頻域信號與匹配信號進行復數(shù)相乘，進行頻譜數(shù)據(jù)相乘，相乘后的數(shù)據(jù)在經(jīng)過快速傅里葉逆變換處理后得到超聲解調(diào)數(shù)據(jù)；所述基于快速卷積的信號解調(diào)算法具體包括：先對數(shù)字超聲信號進行預處理，緩沖當前的超聲數(shù)字數(shù)據(jù)，并與匹配信號進行卷積處理，進行對應的相乘運算，數(shù)據(jù)相乘后進行相加求和，完成時域的卷積運算，卷積運算輸出的數(shù)據(jù)即為超聲解調(diào)數(shù)據(jù)。

6.一種超聲調(diào)制成像方法，包括：

步驟a：通過可編程邏輯門陣列產(chǎn)生調(diào)制激勵信號，并激勵超聲換能器產(chǎn)生超聲波信號到被測組織當中；

步驟b：將被測組織反射回的超聲波信號轉(zhuǎn)換為電氣回波信號，并將電氣回波信號傳至超聲處理單元；

步驟c：通過超聲處理單元將電氣回波信號進行解調(diào)處理得到超聲圖像數(shù)據(jù)，并傳送至顯示裝置進行超聲圖像顯示。

7.根據(jù)權利要求6所述的超聲調(diào)制成像方法，其特征在于，所述步驟a還包括：通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器將可編程邏輯門陣列產(chǎn)生的調(diào)制激勵數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，通過功率放大器將模擬信號放大至高電壓激勵信號，并通過高電壓激勵信號激勵超聲換能器產(chǎn)生超聲波信號。

8.根據(jù)權利要求7所述的超聲調(diào)制成像方法，其特征在于，所述步驟b還包括：通過低噪聲放大器對電氣回波信號的幅度放大，由濾波器濾除外帶的噪聲信號，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大濾波之后的模擬電氣回波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字超聲信號。

9.根據(jù)權利要求6或8所述的超聲調(diào)制成像方法，其特征在于，在所述步驟c中，所述將電氣回波信號進行解調(diào)處理得到超聲圖像數(shù)據(jù)的具體解調(diào)算法包括：將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字超聲信號進行濾波處理，濾除超聲信號外的干擾噪聲，并根據(jù)超聲信號在組織內(nèi)部的衰減進行數(shù)字化的增益補償，通過信號解調(diào)完成數(shù)字超聲信號的壓縮解調(diào)處理，將時間拉長的序列波形壓縮成具有短時間的波形，將壓縮后的數(shù)字超聲信號進行包絡抽取，并進行數(shù)據(jù)對數(shù)壓縮處理得到超聲圖像數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權利要求9所述的超聲調(diào)制成像方法，其特征在于，所述通過信號解調(diào)完成數(shù)字超聲信號的壓縮解調(diào)處理的信號解調(diào)算法包括基于快速傅里葉變換的信號解調(diào)算法和基于快速卷積的信號解調(diào)算法，所述基于快速傅里葉變換的信號解調(diào)算法具體為：濾波處理完的數(shù)字超聲信號，經(jīng)由快速傅里葉變換將時域信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，再由頻域信號與匹配信號進行復數(shù)相乘，進行頻譜數(shù)據(jù)相乘，相乘后的數(shù)據(jù)在經(jīng)過快速傅里葉逆變換處理后得到超聲解調(diào)數(shù)據(jù)；所述基于快速卷積的信號解調(diào)算法具體包括：先對數(shù)字超聲信號進行預處理，緩沖當前的超聲數(shù)字數(shù)據(jù)，并與匹配信號進行卷積處理，進行對應的相乘運算，數(shù)據(jù)相乘后進行相加求和，完成時域的卷積運算，卷積運算輸出的數(shù)據(jù)即為超聲解調(diào)數(shù)據(jù)。