[發明專利]超聲信號模擬波束形成器/波束形成

有效

• 申請號: 201480081130.0
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN106796286B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: J·P·巴格;N·瓦爾迪;H·延森
• 申請（專利權）人: B-K醫療公司
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52;G01S15/89;G10K11/34
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

一種裝置(402)，包括模擬波束形成器(414)，所述模擬波束形成器接收模擬RF信號的集合。由接收超聲回波信號的對應的換能器元件(406)的集合生成模擬RF信號的集合。模擬波束形成器包括具有相位移位網絡(506)的集合的延遲網絡(416)。相位移位網絡的集合的每個相位移位網絡處理模擬RF信號的集合的模擬RF信號中的不同的一個。相位移位網絡的集合的每個相位移位網絡將延遲添加到對應的模擬RF信號，從而產生在時間上對齊的經延遲的模擬RF信號的集合。相位移位網絡的集合不使用電感元件確定或添加所述延遲。模擬波束形成器還包括加法器(504)，所述加法器對經延遲的模擬RF信號進行求和，從而產生模擬波束總和。

技術領域

以下總體上涉及超聲(US)并且更具體而言涉及超聲信號模擬波束形成器和/或波束形成，并且具體應用于結合超聲成像的波束形成器和/或波束形成來描述。

背景技術

超聲成像已經提供關于檢查中的客體或對象的內部特性的有用信息。通常，超聲掃描器包括具有換能器元件的換能器陣列，所述換能器元件接收從視場中的結構反射的回波(聲信號)。在B模式成像中，對回波進行波束形成以生成掃描線，所述掃描線被處理以生成掃描平面的或視場的二維圖像，其可以通過監視器視覺地顯示。

波束形成操作已經包括“延遲和求和”操作。結合圖1討論了范例。在圖1中，從焦點區域108反射的圓形聲波102、104、106等朝向換能器元件112₁，……，112_N的換能器陣列表面110傳播并且在不同的時間處到達換能器陣列表面110。對于圓形聲波102，中心區域114首先到達中心定位的元件(例如，元件112_i)并且周圍區域116最后到達端部元件(例如，元件112₁和元件112_N)。

換能器元件112產生分別由放大器118₁，……，118_N放大的模擬RF信號。經放大的信號分別由元件120₁，……，120_N延遲，使得經放大的信號近似同時到達延遲元件120₁，……，120_N的輸出部。經延遲的信號然后利用加法器122來求和。通過延遲所有信號，接收被聚焦在聚焦區域108處。已經在數字域和模擬域中執行了延遲處理。

圖2示出了在數字域中實施延遲的范例。在圖2中，經放大的模擬RF信號經由模擬數字轉換器(ADC)202₁，……，202_N被轉換為數字信號。來自ADC 202₁，……，202_N的數字信號以數字方式被處理以引入延遲，并且數字地延遲的信號被求和，從而產生數字波束總和。利用該方法，每個元件120₁，……，120_N需要其自身的ADC 202₁，……，202_N。

遺憾的是，ADC 202₁，……，202_N是相對大且高功耗的部件。此外，數字波束求和網絡通常需要粗略延遲移位寄存器和精細延遲內插電路。這樣的電路針對每個數據通道能夠消耗大量的功率和ASIC/FPGA中的空間。這樣一來，該實施方式能夠具有有限的機會，尤其是當在低功率超聲成像設備中實施時。

圖3示出了在模擬域中實施延遲的范例。在圖3中，經放大的模擬RF信號在具有交錯輸入部的電感-電阻-電容(LRC)延遲線302中被求和，其中，來自中心放大器118_I的信號被延遲最長，并且來自外部通道112₁和112_N的信號被延遲最短。LRC延遲線302輸出模擬波束總和。遺憾的是，該方法使用LRC延遲線，其是昂貴的并且非常不適于高密度ASIC，具有被放置在ASIC外部的電感元件。

發明內容

本申請的各方面解決了以上問題和其他問題。