[发明专利]超声成像系统探头和系统以及成像方法

说明书

一种超声成像系统探头包括成像换能器头部和用于处理接收到的反射超声信号的接收电路。所述接收电路包括模数西格玛德尔塔转换器，所述模数西格玛德尔塔转换器包括闭合回路，所述闭合回路包括可调谐带通滤波器。这使得模数转换器能够仅处理期望的频带。以这种方式，ADC转换带宽和ENOB是可编程的，从而给定更高效的探头设计，并且还实现信号处理链中的早期模数转换。

技术领域

本发明涉及一种超声成像系统探头和整个系统，以及一种成像方法。其具体而言涉及被用于这样的成像应用中的模数转换器电路。

背景技术

谐波超声成像是正赢得增加的兴趣的一种特定类型的超声成像技术。其利用通过身体组织的超声的非线性传播。波的高压部分比低压部分更快地行进，导致波的形状的失真。波形的该改变导致从组织的谐波(基频或者发射频率的倍数)的生成。例如，使用第二谐波产生图像是已知的，因为后续谐波具有减小的幅度并且因此不足以生成适当的图像。

在组织内生成的谐波随着深度增加到最大强度点并且然后由于衰减随着另外的深度而减小。因此，在表面下面的最佳深度处实现最大强度。

谐波成像基于实现高穿透的相对低频率超声波的发射；以及由于不同的散射体在反射中出现的发射信号的谐波中的一个或多个的接收。以这种方式，更高的穿透深度可以与针对更高的频率可实现的更高的特定分辨率组合。

谐波成像具有非常宽和增加的应用。其被用在经典的超声成像中以利用低频率(例如，2.5至6MHz)超声获得更好的特定分辨率。当更高的频率被使用时，其变为甚至更感兴趣的成像方法，因为现有方法按比例变得更复杂并且昂贵。特别地，高频超声的低穿透深度要求可以规避该问题的成像技术。

除经典成像应用之外，谐波成像可以在如组织表征的应用中扮演重要角色，其中，其可以通过以特定频率或者频率组合提供准确的幅度测量结果来实现不同的组织之间的准确的区分。精细幅度和频率分辨率可以提供关于组织、边界和异常的信息。

关于超声成像系统的问题是接收到的信息的噪声的信号。这通过更早地提供模数转换(对于数字信号而言，连接性和信号处理对于噪声和干扰更鲁棒)来改进，但是这引起接收器电路的更高的功耗。

文章A 1.8V CMOS fourth-order Gm-C bandpass sigma-delta modulatordedicated to front-end ultrasonic receivers(在Analog Integrated Circuits andSignal Processing第48卷、第2号、2006年5月9日第121-132页(XP 019390181)中)公开了超声接收器，其利用带通西格玛德尔塔转换器，使得接收器可以被调谐到不同的频率。

发明内容

本发明由权利要求书定义。

根据本发明的方面的范例，提供了一种超声成像系统探头，包括：

成像换能器头部，其被布置为以发射超声频率发射超声信号；以及

接收电路，其用于处理接收到的反射超声信号，

其中，所述接收电路包括包含闭合回路的模数西格玛德尔塔转换器，所述闭合回路包括具有可调谐的中心频率和带宽的可调谐带通滤波器，并且

其中，所述可调谐带通滤波器的通带的中心在第一频率与第二频率之间可调谐，所述第一频率对应于发射超声频率，并且所述第二频率对应于所述发射超声频率的期望的谐波。