[發明專利]波形生成的方法和系統

有效

• 申請號: 201811519036.5
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN109363720B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 約翰·A·弗林;彼得·J·凱克科夫斯基;布賴恩·J·普夫盧格拉特;勞倫·S·普夫盧格拉特
• 申請（專利權）人: 維拉聲學公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;B06B1/02;G01S7/52;G01S15/89
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

使用三態發送器生成任意超聲波形的方法和系統。描述了設備的三個變型以提供在三個使用場景中的功能。

分案申請聲明

本申請是申請日為2014年7月17日、發明名稱為“使用三態發送脈沖器用于任意波形生成的方法和系統”的第201480040911.5號中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本公開涉及用于將任意波形編碼成適合于根據各種保真度標準控制三態RF超聲發送器的序列的方法，以及涉及相關的超聲系統。

背景技術

超聲成像已發展成用于診斷多種疾病狀態和狀況的有效工具。由于改善圖像質量和對各種類型的組織區分的能力的推動，超聲設備的市場多年來穩定增長。遺憾的是，仍然存在超聲系統可用的、設備成本太高以至于無法被廣泛采用的許多應用。示例是諸如乳腺癌檢測、前列腺成像、肌肉骨骼成像和介入放射學的應用領域。在這些領域及其它領域，超聲成像的診斷效果取決于用于區分和識別各種組織類型的優良的空間分辨率和對比度分辨率。僅在更昂貴的超聲系統中才能找到這些性能，這些超聲系統具有更廣泛的處理能力。

超聲成像一直是需要大量的信號和圖像處理方法，尤其對于采用多達128個或更多個換能器元件的陣列系統，每個換能器元件具有獨特的信號處理需求。過去的十年轉到了在除了在市場最底層的系統之外的幾乎所有系統中提高數字信號處理的精確度和靈活性。從長遠來看，通過利用高度整合的數字電路，這種轉變具有降低系統成本的潛力。遺憾的是，超聲系統的低制造量導致用于這些獨特電路的開銷和固定成本巨大，因此轉到數字信號處理未能顯著地降低系統成本。

發明內容

根據本公開的一方面，提供了一種方法，該方法包括：在相應的超聲接收器裝置處執行編碼程序，該編碼程序將用戶指定的波形轉換成適合于發送器增加保真度的二元或三元符號序列；利用在超聲時鐘間隔的相應均勻序列處的正電壓電平、負電壓電平或靜態電壓電平的相應序列，將符號值的二元或三元序列提供至一個或多個超聲換能器元件；以及在一個或多個超聲換能器元件處接收符號值的二元或三元序列，以使得聲學信號生成到介質中。

根據本公開的另一方面，提供了一種系統，該系統包括：至少一個超聲探頭，配置為在聲學介質中產生聲學波形，探頭包括超聲換能器元件；相應的超聲接收器裝置，配置為執行編碼程序，該編碼程序配置為將用戶指定的波形轉換成適合于實現增加的保真度的二元或三元符號序列；以及發送器電路，配置為接收符號值的二元或三元序列，該符號值的二元或三元序列配置為利用在超聲時鐘間隔的相應均勻序列處的正電壓電平、負電壓電平或靜態電壓電平的相應序列，來激勵超聲換能器元件，以及將聲學信號或波形生成到聲學介質，諸如水或組織中。

附圖說明

通過結合附圖的以下詳細描述，本公開的前述特征和優點以及其它特征和優點將由于變得更易于理解而更加顯而易見，在附圖中：

圖1是旨在單向換能器補償和雙向換能器補償的、本公開的第一實現方式；

圖2是旨在雙向DAC合成使用模型的、本公開的第二實現方式；

圖3是旨在任意波形生成方法的、本公開的第三實現方式，用于以差分成像方案合成平穩RF信號；

圖4是根據本公開的編碼程序的架構圖；

圖5A-5B示出了根據本公開的方法的、用于后續實驗的符號的示例性集合；

圖6是用于多個序列的共同IR估算以及獨立估算的示圖；

圖7是在水容器中實現的本公開的方法的示例性示圖；

圖8示出了用于本公開的程序的系統架構的高階表示；

圖9是面向像素的處理的一個實施方式的、基于軟件架構的示意性表示；

圖10是根據面向像素的處理形成的插接模塊的圖示；