[發明專利]一種基于調頻連續波超聲成像系統及檢測方法

有效

• 申請號: 201910474069.0
• 申請日: 2019-06-02
• 公開（公告）號: CN110220976B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 胡友德;朱愛華
• 申請（專利權）人: 朱愛華
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 廈門致群財富專利代理事務所(普通合伙) 35224
• 代理人: 劉兆慶

本發明公開了一種基于調頻連續波超聲成像系統與檢測方法，其包括調頻連續波產生模塊、超聲波發送與回波接收模塊、信號處理模塊及顯示模塊，所述調頻連續波產生模塊與所述超聲波發送與回波接收模塊電連接，所述調頻連續波產生模塊用于產生一個在時域上頻率與時間成線性關系的頻率信號，所述超聲波發送與回波接收模塊用于發送所述調頻連續波產生模塊產生的調頻連續波并接收反饋信號，所述超聲波發送與回波接收模塊輸出端與所述信號處理模塊輸入端電連接，所述信號處理模塊對接收的反饋信號進行處理后在顯示模塊進行成像。本發明具有無距離盲區、高分辨率和低發射功率的優點，實用過程準確性高，測量準確有效，簡單實用。

技術領域

本發明屬于超聲波檢測技術領域，尤其涉及一種基于調頻連續波超聲成像系統與檢測方法。

背景技術

在醫學成像應用與物質界面連續性檢測中，相關物質連續性分布與界面分布的幾何參量檢測至關重要，當前常用的檢測設備一般都比較大，檢測設備相對昂貴，成像分辨力不高，傳統的成像檢測手段一般是采用微波成像、超聲成像、紅外成像等。

在醫學成像應用中，當前最為流行的一種檢測方式是采用超聲檢測技術對目標物進行成像監測，常見醫學成像超聲波頻率范圍為1MHz到15MHz，傳統超聲波按發射方式可分為連續波與脈沖波兩種方式，通過發射信號與反射的回波信號時間差來計算距離，其中應用最為廣泛的B超成像是采用發射波與回波時間差來實現距離的檢測，通過一系列信號處理與轉化，最終達到醫學成像的效果，由于換能器會有一個比較長時間的余震,因此在這個時間段內,很難區分發射波信號與回波信號，這樣會導致被測目標物體在這個范圍內,回波和發射波區分不開,形成檢測盲區，另一方面采用直接時間差的檢測方式對處理器主頻與時間電壓轉化電路的設計要求較高，特別是采用計數器方式來測量時間差的系統結構，對計數器時鐘的要求比較高。

由于受超聲波波長的限制，上述傳統的超聲成像技術一般很難實現直徑小于5mm的目標物體成像，特別是在醫學成像中，并不適合于早期腫瘤物的成像檢測，另外，傳統超聲波設備的發射功率比較大，系統供電電壓相對較高，與常用低壓低功耗系統不兼容，目前缺少這種高分辨力、低功耗超聲成像的技術手段與系統實現的有效方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于調頻連續波超聲成像系統與檢測方法，具有無距離盲區、高分辨率和低發射功率的優點，實用過程準確性高，測量準確有效，簡單實用。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于調頻連續波超聲成像系統，包括調頻連續波產生模塊、超聲波發送與回波接收模塊、信號處理模塊及顯示模塊，所述調頻連續波產生模塊與所述超聲波發送與回波接收模塊電連接，所述調頻連續波產生模塊用于產生一個在時域上頻率與時間成線性關系的頻率信號，所述超聲波發送與回波接收模塊用于發送所述調頻連續波產生模塊產生的調頻連續波并接收反饋信號，所述超聲波發送與回波接收模塊輸出端與所述信號處理模塊輸入端電連接，所述信號處理模塊對接收的反饋信號進行處理后發送給顯示模塊進行成像。

優選地，所述調頻連續波產生模塊包括壓控振蕩器、數模信號轉換器、帶隙基準電壓單元和微控制單元，所述微控制單元輸出端與所述數模信號轉換器輸入端相連接，所述帶隙基準電壓單元為所述數模信號轉換器提供參考的基準電壓，所述數模信號轉換器輸出端與所述壓控振蕩器輸入端相連接。

優選地，所述超聲波發送與回波接收模塊包括功率放大器、換能器和預放大處理電路，所述功率放大器輸出端與所述換能器輸入端相連接將放大后的信號發送，所述換能器將接收的反饋信號傳輸給所述預放大處理電路處理。

優選地，所述所述信號處理模塊包括混頻器、低通濾波器、FFT快速傅立葉變換器及數字信號處理器，所述混頻器輸出端與所述低通濾波器輸入端相連接，所述FFT快速傅立葉變換器將過濾后的信號進行處理，傳輸到所述數字信號處理器處理成像，并在所述顯示模塊進行顯示。