[发明专利]一种医用B超前端激励装置及激励方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种医用B超前端激励方法。 

背景技术

传统的B超前端系统采用单极性高压激励脉冲，发射波束的特性和频谱都有极限性。其主要的缺点包括：单极性高压激励发射波形是周期方波(可以是一周期或多周期)，其频谱特性与探头特性难于匹配，发射能量的效率不高，穿透力能力较弱，图像细节部分难以分辨的缺点。 

发明内容

本发明的目的是针对上述问题的存在，提供一种采用变迹双极性发射电路，克服传统的B超前端系统采用单极性高压激励脉冲情况下发射波束的特性和频谱的极限性。通过接近高斯形状的能量分布变迹激励技术，有效改善了发射波束的特性和旁瓣抑制；既提高了发射能量的利用率，又在发射高压不变的情况下，有效的提升系统的探测穿透率；并可以得到明显的变频效果，提高图像的分辨率，使图像更加均匀细腻，提升系统的整体性能的医用B超前端激励方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

一种医用B超前端激励方法，包括以下步骤： 

(1)、基于现场可编程门阵列FPGA的发射波束主控单元根据系统控制模块送来的发射同步信号即超声扫描同步信号SYNC、复位信号即系统总复位信 号SysRst和一系列的参数及控制信号即前端数据总线Acdbus、8位并行总线端口地址Apaddr、主设备即本地总线控制器握手信号AmasterEn、并行总线时钟信号Atck、并行本地总线控制器对各用户端口中断的应答信号Aack、并行总线读写方向控制信号Awen、串行总线片选信号SCS、串行总线数据信号SD和串行总线时钟信号CLK，在发射同步信号即超声扫描同步信号SYNC为低电平期间，根据相关的参数，对发射前端的高压开关电路的状态和数字发射波束电路的延时状态、发射孔径和变迹参数进行设置，当发射同步信号由低变高时，发射控制现场可编程门阵列FPGA产生前端发射波束的控制信号、双极性发射驱动脉冲、发射加权控制脉冲、发射结束标识信号，其包括第一级PGA的增益控制信号Hilo1、第二级PGA的增益控制信号Hilo2、模拟回波信号放大器的开启信号Enbcon、前端探头状态改变中断申请信号ProbeInt、放大器增益控制电压斜率信号Mode、发射激励正极性驱动信号PHD、发射激励负极性驱动信号NHD、发射激励正极性变迹驱动信号ApoPHD、发射激励负极性变迹驱动信号ApoNHD、发射结束标识信号Tend、高压开关配置数据Din、高压开关串行数据所存信号StrobeClk、高压开关的逻辑配置使能信号LE、前端工作探头座高压开关阵列选择信号PrCS、从设备即本地总线客户端口握手信号AslaveEn； 

(2)、多路发射脉冲从发射波束主控单元输出之后，经过驱动输出电路、发射驱动电平转换和驱动芯片电路和发射高压脉冲输出电路，形成高压脉冲激励探头换能器阵元高压激励信号和弱回波信号HP，完成一次超声的发射；(3)、超声回波信号由相同的一组阵元接收，组织反射的超声回波信号经过隔离二极管桥及其控制信号电路得到回波信号经过二极管桥之后的弱超声回波信号ECHO信号到达前置放大器、第一级时间增益控制信号TGC放大电路得到经过第一级放大之后的正差分回波VOH和经过第一级放大之后的负差分回波VOL、第二级时间增益控制信号TGC放大电路和抗混叠滤波器之后输出的差分回波信号经过抗混叠滤波之后的正差分回波RFP和经过抗混叠滤波之后的负差分回波RFN又送入模数转换器A/D转换器，由波束合成电路接收后进行后续的处理。 

本发明由于采用变迹双极性发射电路，克服传统的B超前端系统采用单极性高压激励脉冲情况下发射波束的特性和频谱的极限性。通过接近高斯形状的能量分布变迹激励技术，有效改善了发射波束的特性和旁瓣抑制；既提高了发射能量的利用率，又在发射高压不变的情况下，有效的提升系统的探测穿透率；并可以得到明显的变频效果，提高图像的分辨率，使图像更加均匀细腻，提升系统的整体性能，且本发明所述的激励装置控制相对简单，电路实现方便，对电源本身和其输出的发射高压不需要特别的控制要求，易于实现，工作稳定性好，成本也较低。 

以下结合附图详细描述本发明的实现。 

附图说明

图1是本发明的基于FPGA的B超前端变迹双极性激励电路框图； 

图2是本发明的基本的双极性激励脉冲图； 

图3是本发明的变迹发射的一种波形图； 

图4是本发明所述的逼近高斯形状的变迹发射波束能量分布图。