[发明专利]一种超声调制成像系统及方法

权利要求书

1.一种超声调制成像系统，包括显示装置，所述显示装置用于超声图像数据的显示处理，其特征在于：还包括超声处理单元和超声换能器，所述超声处理单元包括可编程逻辑门阵列，所述可编程逻辑门阵列用于超声调制激励信号的控制以及超声波信号的解调处理，所述超声换能器用于通过激励信号产生超声波信号到被测组织当中，同时将被测组织反射回的超声波信号转换为电气回波信号并传输至超声处理单元进行解调处理。

2.根据权利要求1所述的超声调制成像系统，其特征在于，所述超声处理单元还包括数模转换器和功率放大器，所述可编程逻辑门阵列产生调制激励数字信号，所述数模转换器用于将数字信号转换成模拟信号，所述功率放大器用于将模拟信号放大至高电压激励信号，并通过高电压激励信号激励超声换能器产生超声波信号。

3.根据权利要求2所述的超声调制成像系统，其特征在于，所述超声处理单元还包括低噪声放大器、滤波器及模数转换器，所述低噪声放大器用于将超声换能器转换的电气回波信号幅度放大，所述滤波器用于将放大的电气回波信号进行滤波处理，所述模数转换器用于将放大滤波之后的电气回波信号转换为数字超声信号，并通过高速接口传送至可编程逻辑门阵列进行数据解调处理。

4.根据权利要求3所述的超声调制成像系统，其特征在于，所述可编程逻辑门阵列进行数据解调处理的解调算法包括：将模数转换器转换后的数字超声信号进行滤波处理，滤除超声信号外的干扰噪声，根据超声信号在组织内部的衰减进行数字化的增益补偿，通过信号解调完成数字超声信号的压缩解调处理，将时间拉长的序列波形压缩成具有短时间的波形，压缩过的超声信号经过包络抽取，进行数据对数压缩处理得到超声图像数据，并将超声图像数据经过传输接口传送至显示装置进行显示处理。

5.根据权利要求4所述的超声调制成像系统，其特征在于，所述通过信号解调完成数字超声信号的压缩解调处理的具体信号解调算法包括基于快速傅里叶变换的信号解调算法和基于快速卷积的信号解调算法，所述基于快速傅里叶变换的信号解调算法具体为：滤波处理完的数字超声信号，经由快速傅里叶变换将时域信号转换成频域信号，再由频域信号与匹配信号进行复数相乘，进行频谱数据相乘，相乘后的数据在经过快速傅里叶逆变换处理后得到超声解调数据；所述基于快速卷积的信号解调算法具体包括：先对数字超声信号进行预处理，缓冲当前的超声数字数据，并与匹配信号进行卷积处理，进行对应的相乘运算，数据相乘后进行相加求和，完成时域的卷积运算，卷积运算输出的数据即为超声解调数据。

6.一种超声调制成像方法，包括：

步骤a：通过可编程逻辑门阵列产生调制激励信号，并激励超声换能器产生超声波信号到被测组织当中；

步骤b：将被测组织反射回的超声波信号转换为电气回波信号，并将电气回波信号传至超声处理单元；

步骤c：通过超声处理单元将电气回波信号进行解调处理得到超声图像数据，并传送至显示装置进行超声图像显示。

7.根据权利要求6所述的超声调制成像方法，其特征在于，所述步骤a还包括：通过数模转换器将可编程逻辑门阵列产生的调制激励数字信号转换成模拟信号，通过功率放大器将模拟信号放大至高电压激励信号，并通过高电压激励信号激励超声换能器产生超声波信号。

8.根据权利要求7所述的超声调制成像方法，其特征在于，所述步骤b还包括：通过低噪声放大器对电气回波信号的幅度放大，由滤波器滤除外带的噪声信号，并通过模数转换器将放大滤波之后的模拟电气回波信号转换为数字超声信号。

9.根据权利要求6或8所述的超声调制成像方法，其特征在于，在所述步骤c中，所述将电气回波信号进行解调处理得到超声图像数据的具体解调算法包括：将转换后的数字超声信号进行滤波处理，滤除超声信号外的干扰噪声，并根据超声信号在组织内部的衰减进行数字化的增益补偿，通过信号解调完成数字超声信号的压缩解调处理，将时间拉长的序列波形压缩成具有短时间的波形，将压缩后的数字超声信号进行包络抽取，并进行数据对数压缩处理得到超声图像数据。

10.根据权利要求9所述的超声调制成像方法，其特征在于，所述通过信号解调完成数字超声信号的压缩解调处理的信号解调算法包括基于快速傅里叶变换的信号解调算法和基于快速卷积的信号解调算法，所述基于快速傅里叶变换的信号解调算法具体为：滤波处理完的数字超声信号，经由快速傅里叶变换将时域信号转换成频域信号，再由频域信号与匹配信号进行复数相乘，进行频谱数据相乘，相乘后的数据在经过快速傅里叶逆变换处理后得到超声解调数据；所述基于快速卷积的信号解调算法具体包括：先对数字超声信号进行预处理，缓冲当前的超声数字数据，并与匹配信号进行卷积处理，进行对应的相乘运算，数据相乘后进行相加求和，完成时域的卷积运算，卷积运算输出的数据即为超声解调数据。