[发明专利]连续波多普勒模块中模拟波束的合成方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及医用超声波诊断系统中的信号处理方法和装置，尤其涉及利用逆向应用延时线实现超声诊断系统中连续波信号的波束的合成方法和装置。本发明方法和装置特别适用于超声诊断系统，特别是要求体积小的便携式超声诊断系统，低档超声系统B图像的波束合成也可以采用本方案。

背景技术

目前超声诊断系统中，连续波多谱勒接收部分的波束合成有如下几种方案：正交解调与波束合成一起完成的方案、数字波束合成方案、多延时线方案、不补偿的单延时线方案等。

正交解调与波束合成一起实现方案：在低噪放后的每个通道上加一正交解调器。通过控制每个通道上正交解调器本振信号的相位完成波束合成的延时环节。正交解调输出I、Q路信号一般为电流信号，可以将各个通道的I、Q电流信号直接接到一起完成波束合成的相加环节。后边再加一个I/V转换(电流转电压)即完成正交解调与波束合成。该方案每个通道都要加一带本振相位控制正交解调器，使得成本较高，每个正交解调器都要引入本振与相位控制信号，使得控制信号较多，控制较为复杂。控制信号大多来自数字域，容易引入噪声。

数字波束合成方案：直接对低噪放后的每个通道上的射频信号进行AD采样，在数字域完成波束合成的延时与相加环节。由于连续波信号的动态范围较大，所以对CW信号的射频采样需较多位数的高速AD(一般要大于16位，这样的高速AD可能得不到LICENSE)。加之每个通道都要加一片AD，所以这样的方案肯定是价格不菲。

多延时线方案：在低噪放后的每个通道上加一模拟延时线，完成波束合成的延时环节，再用运放作为加法器完成波束合成的累加环节。多延时线方案虽然有利于各通道的阻抗匹配，但每个通道加一延时线使得波束合成部分体积变得相当大，不利于系统集成。当然成本也有所提高。

不补偿的单延时线方案：这个方案与本发明方案比较接近，但没有通过补偿的方法对各通道的衰减进行校正。即不对各个通道的幅度进行补偿，因此存在各通道幅度的一致性不好的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术中的一些缺点，提出一种补偿的逆向应用延时线实现超声诊断系统中连续波信号的波束合成方案。

本发明采用如下技术方案：设计一种连续波多普勒模块中模拟波束的合成方法，该方法包括如下步骤：

a.超声波探头的多路回波信号通过低噪放大被放大；

b.所述经放大的多路回波信号通过串接在延时线上的幅度补偿元件进行幅度补偿，以补偿延时线LC网络通道间增益差异；

c.经幅度补偿后的各通道信号从各通道对应的抽头加入到由电感和电容组成的延时线LC网络；

d.由所述延时线LC网络在完成各通道信号的信号延时的同时完成信号累加，最后由所述LC网络的信号输出端输出波束合成信号。

在所述低噪放大的输出为多路电压信号情况下，所述串接在延时线上的幅度补偿元件是在所述LC网络的输入端与各通道串接的电阻，通过调节串接在各通道电阻的电阻值来补偿各通道在所述LC网络输入端产生信号的幅度。

所述串接在延时线上的幅度补偿元件也可以是在所述LC网络的输入端与各通道串接的运算放大器，通过调节串接在各通道运算放大器的放大倍数来补偿各通道在所述LC网络输入端产生信号的幅度。

如果所述低噪放大所输出的是多路电流信号，则应先对所述电流信号进行I/V转换获得电压信号。在这种情况下各通道回波信号的幅度补偿可以在I/V转换环节中进行，或是在I/V转换后如同上述方法对电压信号进行幅度补偿。

本发明解决技术问题所采用的技术方案还包括：设计一种连续波多普勒模块中模拟波束的合成装置，包括：

由电感和电容组成的延时线LC网络，用于接收各通道回波信号并完成各通道信号的信号延时和信号累加，最后输出模拟波束合成信号；

串接在所述延时线LC网络输入端的输入信号幅度补偿元件，用于调节各通道进入所述延时线LC网络的输入信号的幅度。所述输入信号幅度补偿元件可以有如下实施方式：

实施例一：所述输入信号幅度补偿元件包括在各通道进入所述LC网络的输入端之前各串接一个电阻，各通道所串接的电阻的电阻值通过实验确定，各通道所串接的电阻的电阻值的选择原则是要求补偿延时线LC网络通道间增益的差异。

实施例二：所述所述输入信号幅度补偿元件包括在各通道进入所述LC网络的输入端之前各串接一个运算放大器，各通道所串接的运算放大器的放大倍数通过实验确定，各通道所串接的运算放大器的放大倍数的选择原则是要求补偿延时线LC网络通道间增益的差异。