CN112638266B - 超声探头及其处理超声回波信号的方法，超声成像设备 - Google Patents
超声探头及其处理超声回波信号的方法，超声成像设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112638266B CN112638266B CN201880097122.3A CN201880097122A CN112638266B CN 112638266 B CN112638266 B CN 112638266B CN 201880097122 A CN201880097122 A CN 201880097122A CN 112638266 B CN112638266 B CN 112638266B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- analog
- echo signals
- echo
- digital
- paths
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/526—Receivers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
一种超声探头（3）、在超声探头(3)中处理超声回波信号的方法及其超声成像设备。超声探头(3)包括：多个阵元(310)，M个模拟波束合成电路(320)，模数转换器(340)和数字波束合成电路(350)。每个模拟波束合成电路(320)将N路回波信号中的至少两路回波信号合成为一个回波信号，由模数转换器(340)将获得的M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号，进而由数字波束合成电路(350)将M路数字回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号。可见模数转换(340)、数字波束合成电路(350)只需处理M路信号。在不影响超声图像性能的前提下，降低了接收通道数，降低了模数转换器(340)、数字波束合成电路(350)的信号处理量，从而降低了超声探头（3）的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种超声探头、在超声探头中处理超声回波信号的方法及其超声成像设备。
背景技术
常规的超声成像设备由探头和主机两部分组成，主机将高压发射脉冲加载于探头，探头将高压发射脉冲(发射信号)转换成声信号，声信号传播到被测物体后，产生反射和散射；探头将反射回来的声信号转换成电信号传递给主机，主机对接收的电信号进行放大和模数转换，再进行波束合成处理、信号滤波处理、图像处理，图像处理得到的超声图像显示在屏幕上供医生观测。常规的探头和主机通过模拟电缆连接，由于电缆既需要传输高压发射脉冲(百伏量级)，又需要传输低压的接收信号(微伏量级)，电缆对衰减及抗压要求较高。此外由于探头有很多阵元，例如一般128个，192个，256个等，需要一一对应的电缆，每根电缆需要做好屏蔽措施，以防止通道间的串扰，因此电缆价格昂贵。此外传统的电缆不仅贵，而且比较粗重，给医生操作带来不便，长期操作甚至会带来劳损。
为了消除探头线缆的缺陷，一种方案是将发射及部分模拟接收电路移植到探头内部，通过模拟线和主机连接，在主机端完成模数转换及波束合成。这种方案无法彻底解决问题，只是减弱了模拟电缆的缺陷，但不能消除。另一种方案是将发射、接收以及波束合成放在探头的内部，通过数字线缆将波束合成后的信号传递到主机。这种方案解决模拟电缆缺陷比较理想，但是N(比如64)通道的放大及摸数转换电路和数字波束合成电路的功耗非常大，这么多电路放入探头的内部，功耗很大导致散热问题难以解决。为了解决散热问题，有两种选择：一是牺牲超声图像质量，通过减少发射电压，降低接收增益，降低帧率以及减少系统通道数目等手段，这种方法虽然散热满足要求，但是图像质量不满足临床要求。二是将超声探头体积做大，以满足散热要求，但过大的探头给医生使用造成了新的不便。
发明概述
技术问题
本发明主要提供一种超声回波信号处理方法，超声成像设备及其超声探头，旨在降低超声探头的功耗。
问题的解决方案
技术解决方案
一种实施例中，提供一种超声探头，包括：
多个阵元，阵元用于实现电信号和超声波之间的相互转换，并将接收到的被检测生物组织反射回的超声波回波转换成电信号输出，形成N路回波信号，其中，N小于或等于探头中阵元的总数；
M个模拟波束合成电路，每个模拟波束合成电路用于将N路回波信号中的至少两路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号；其中，M是小于或等于N/2且大于1的整数；
模数转换器，用于将M个模拟波束合成电路输出的M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号；
数字波束合成电路，用于将模数转换器输出的M路数字回波信号针对被检测生物组织中的所述目标位置点合成为一个回波信号，获得所述目标位置点的回波信号。
一种实施例中，提供了一种超声探头，其特征在于，包括：
多个阵元，所述阵元用于实现电信号和超声波之间的相互转换，并将接收到的被检测生物组织反射回的超声波回波转换成电信号输出，形成N路回波信号，其中，N小于或等于探头中阵元的总数；
M个模拟波束合成电路，每个所述模拟波束合成电路用于将N路回波信号中的至少两路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号；其中，M是小于或等于N/2且大于1的整数。
一个实施例中，该超声探头，还包括：模数转换器，用于将所述M个模拟波束合成电路输出的M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号。
一个实施例中，该超声探头，还包括：数字波束合成电路，用于将所述模数转换器输出的M路数字回波信号针对被检测生物组织中的所述目标位置点合成为一个回波信号，获得所述目标位置点的回波信号。
一种实施例中，提供一种超声成像设备，包括主机和如上所述的超声探头。
一种实施例中，提供一种在超声探头中处理超声回波信号的方法，包括如下步骤：
接收被检测生物组织反射回的超声波回波，获得N路回波信号，其中，N小于或等于探头中阵元的总数；
将所述N路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点进行模拟波束合成，合成为M路模拟回波信号，其中，M是小于或等于N/2且大于1的整数；
将所述M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号；
将所述M路数字回波信号针对被检测生物组织中的所述目标位置点合成为一个回波信号，获得所述目标位置点的回波信号；
将所述目标位置点的回波信号发送到超声成像设备的主机。
发明的有益效果
有益效果
依据上述实施例的超声探头包括多个阵元、M个模拟波束合成电路、模数转换器和数字波束合成电路。每个模拟波束合成电路可以将N路回波信号中的至少两路回波信号针对被检测生物组织中的每个位置点合成为一个回波信号，模数转换器可以将M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号，进而数字波束合成电路将模数转换器输出的M路数字回波信号针对被检测生物组织中的每个位置点合成为一个回波信号。可见本发明的波束合成分成两级，初级是直接对N路模拟回波信号进行子波束合成，将回波信号的路数降低到M路(降低了至少一倍)；后级再对M路数字回波信号进行数字波束合成。在不影响超声图像性能的前提下，降低了接收通道数，降低了模数转换器、数字波束合成电路的信号处理量，从而降低了探头的功耗。
对附图的简要说明
附图说明
图1为本发明一个实施例中提供的超声成像设备的结构框图示意图；
图2为本发明一个实施例中模拟波束合成电路的结构框图示意图；
图3为本发明一个实施例中提供的超声成像设备的结构框图示意图；
图4为本发明一个实施例中提供的超声成像设备的结构框图示意图；
图5为本发明一个实施例中提供的在超声探头中处理超声回波信号的方法的流程图示意图。
发明实施例
本发明的实施方式
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
图1为本发明提供的超声成像设备一个实施例的结构框图，超声成像设备包括主机4和超声探头3；主机4和超声探头3通过有线或无线的方式通信连接。超声探头3输出信号给主机4；主机4根据接收的所述信号来显示超声图像。
超声探头3包括：多个阵元310，M个模拟波束合成电路320，模数转换器340和数字波束合成电路350。
阵元310可以实现电信号和超声波之间的相互转换，并将接收到的被检测生物组织反射回的超声波回波信号转换成电信号输出，形成N路回波信号，其中，N小于或等于探头中阵元310的总数。阵元310的总数根据设备需求进行设置，例如，128个，192个，256个等。
每个模拟波束合成电路320可以将N路回波信号中的至少两路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号。可见，M个模拟波束合成电路320相当于子波束合成，模拟波束合成本身功耗小，而且N路回波信号经过M个模拟波束合成电路320后，回波信号的路数至少降为N/2路或以下，节省了后续放大、模数转换、数字波束合成等的电路数量，从而极大的降低了超声探头功耗。其中，M小于或等于N/2且大于1，由于N和M都表示个数、路数等，故均为正整数。
N可以是M的倍数，即，每个模拟波束合成电路320可以将N路回波信号中的N/M路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号。例如，N/M的取值范围可以是2至16，每个模拟波束合成电路320将2至16路回波信号合成为一个回波信号，在不影响超声图像质量的前提下降低了后续电路所需的路数(所需路数降低了2至16倍)。
模数转换器340可以将M个模拟波束合成电路输出的M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号。
数字波束合成电路350可以将模数转换器340输出的M路数字回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号。
前述实施例中，在超声探头中，在进行数字波束合成之前，运用模拟波束合成电路先进行一次初步的模拟波束合成，模拟波束合成电路相较于数字波束合成电路，本身功耗小，通过初步的模拟波束合成将回波信号的路数降低，减少了后续放大、模数转换、数字波束合成等高耗能电路的路数，降低了后级电路的数量，在不影响超声图像质量的前提下降低了功耗。
一个实施例中，超声探头3可以还包括放大电路330，放大电路330可以将M个模拟波束合成电路320输出的M路模拟回波信号进行放大，并输出给模数转换器340；由模数转换器340对放大后的M路模拟回波信号进行模数转换。本实施例中，放大电路330只需放大M路信号而不是N路信号，功耗极大的降低，从而降低了散热要求。
放大电路330可以包括M个放大子电路，一个模拟波束合成电路320的输出端对应连接一个放大子电路的输入端，每个放大子电路用于将对应的模拟波束合成电路320输出的模拟回波信号进行放大，并输出给模数转换器340。可见，现有技术中需要N个放大子电路，而本发明的超声探头只需M个放大子电路即可，功耗大为降低。
如图2所示，模拟波束合成电路320可以包括：至少N/M个高压隔离子电路321、至少N/M个模拟延时子电路322和求和子电路323。一个高压隔离子电路321通过一个对应的模拟延时子电路322连接到求和子电路323的输入端。
高压隔离子电路321可以隔离脉冲信号以避免损坏接收器件，并可以接收回波信号并将回波信号输出给模拟延时子电路322。脉冲信号用于激励阵元310发射超声波，脉冲信号通常为百伏量级。高压隔离子电路321可以采用超声T/R(发射/接收)开关或超声T/R开关集成电路。
模拟延时子电路322可以对高压隔离子电路321输出的回波信号进行模拟延时，使得输出的信号与其他模拟延时子电路输出的信号的相位对齐。
求和子电路323可以对至少N/M个模拟延时子电路322输出的信号进行求和，从而实现了将N/M路回波信号合成为一个回波信号。
超声成像设备可以还包括发射/接收控制电路390，发射/接收控制电路390可以控制全部阵元310或者部分阵元310向被检测生物组织发射超声波束，并控制N个阵元310接收超声波束的回波，从而得到N路回波信号。发射/接收控制电路390可以设置在超声探头3内，也可以设置在主机4内，本实施例设置在超声探头3内。
超声探头3还可以包括无线通信装置(图中未示出)和/或通信接口(图中未示出)，超声探头3通过无线通信装置向主机4无线传输数字波束合成电路350输出的信号。超声探头3通过通信接口向主机4有线传输数字波束合成电路350输出的信号。从而实现与主机4无线或有线通信。由于数字波束合成电路350输出的信号为经过最终数字波束合成后的信号，不包含高压信号且数据量较小，不需要使用传统的模拟线缆。
放大电路、模数转换器、数字波束合成电路(数字波束合成电路包括对应于每个通道的数字延时子电路和对各个数字延时子电路求和的至少一个求和子电路)等电路的功耗比模拟波束合成电路高的多。使用数字波束合成的话，每路信号(即每个通道)都需要设置至少一个放大电路、至少一个模数转换器和至少一个数字波束合成延时子电路，即超声探头中需要设置至少N个放大电路、至少N个模数转换器和至少N个数字延时子电路和至少一个求和子电路，电路会很复杂，高功耗电路会很多。而根据前述实施例的方案，最少可以只需要N个模拟波束合成电路及M个放大电路、M个模数转换器、M个数字延时子电路和至少一个求和子电路，由于M小于或等于N/2，前述实施例方案中高功耗的放大电路、模数转换器和数字延时子电路等的数量减低了至少一倍。可见，高功耗电路数量大大减小。因此，虽然超声探头体积空间受限，散热条件比较恶劣，但是前述实施例的方案从源头上减小了探头发热，不用减小电压或减低接收增益，也不用降低帧率或减小系统通道数目或采用其他手段，也能够避免探头温升过高，使得探头能够满足法规对探头温升的要求，即能够在不影响超声图像质量的前提下降低功耗及探头温升，使得探头能够满足法规对探头温升的要求。同时，由于大大减小了放大电路、模数转换器、数字波束合成电路等电路的数量，也减小了探头体积，避免给医生使用造成不便。
主机4可以包括信号处理器410、图像处理器420和显示装置430。
信号处理器410对数字波束合成电路350输出的信号进行信号处理，比如滤波、放大、信号增强等等。
图像处理器420可以将信号处理器410输出的信号处理成可视化的超声图像，进而由显示装置430进行显示，显示装置430可以是显示器。
如图3所示，一个实施例中，信号处理器410和图像处理器420可以均设置在超声探头3内，即图像处理器420将信号处理器410输出的信号处理成可视化的超声图像后，输出给主机4进行显示和保存。
当然，在其他实施例中，也可以将信号处理器410设置在超声探头3内，将图像处理器420设置在主机4内。
如图4所示，一个实施例中，超声探头3可以还包括开关阵列360，开关阵列360连接在阵元和M个模拟波束合成电路之间。本实施例中，所有阵元310均通过开关阵列360连接M个模拟波束合成电路320。开关阵列360用于将N路回波信号中的K路回波信号输出给M个模拟波束合成电路320，其中K为小于N且大于M的整数。
利用开关阵列360的选通功能，可将N路回波信号降为K路，降低了后续电路的路数和信号处理量。对应的，每个模拟波束合成电路320将K路回波信号中的至少两路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号。例如，K可以是M的倍数，即，每个模拟波束合成电路320将K路回波信号中的K/M路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号。本实施例中，开关阵列360可以为多路选择器阵列。多个多路选择器的至少部分输入端与阵元310一一对应连接，输出端分成M组，每组连接一个模拟波束合成电路320。本实施例中，N为K的倍数，开关阵列360包括至少K个多路选择器，多路选择器的路数为N/K路，即多路选择器包括N/K个输入端，一个输出端。K个多路选择器中，一个输入端对应连接一个阵元310，一个输出端对应连接一个模拟波束合成电路，每个多路选择器实现N/K路择一，从而降低了回波信号的路数。当然，多路选择器的控制端还可以连接到发射/接收控制电路390，发射/接收控制电路390可以通过控制多路选择器的选通而控制发射和接收超声信号的阵元的数量。
前述的模数转换器和/或数字波束合成电路也可以设置在超声成像设备的主机中，而不设置在超声探头中。
例如，一个实施例中，超声探头可以包括：
多个阵元，所述阵元用于实现电信号和超声波之间的相互转换，并将接收到的被检测生物组织反射回的超声波回波转换成电信号输出，形成N路回波信号，其中，N小于或等于探头中阵元的总数；
M个模拟波束合成电路，每个所述模拟波束合成电路用于将N路回波信号中的至少两路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号；其中，M是小于或等于N/2且大于1的整数。
本实施例中，该超声探头可以还包括模数转换器，用于将所述M个模拟波束合成电路输出的M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号。
如图5所示，本发明一个实施例中，提供了一种在超声探头(例如，前述实施例中的超声探头)中处理超声回波信号的方法。该方法可以包括如下步骤。
在步骤10中，可以控制超声探头的全部阵元或者部分阵元向被检测生物组织发射超声波束，并接收超声波束的回波，获得N路回波信号。例如，超声探头采用上述三个实施例中的任意结构，由发射/接收控制电路控制探头的全部阵元或者部分阵元向被检测生物组织发射超声波束，并控制N个阵元接收被检测生物组织反射回的超声波回波，从而获得N路回波信号，其中，N小于或等于探头中阵元的总数。
在步骤20中，可以将N路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点进行模拟波束合成，合成为M路模拟回波信号，其中，M是小于N且大于1的整数。例如，采用M个模拟波束合成电路，每个模拟波束合成电路将N路回波信号中的至少两路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号。N可以是M的倍数，每个模拟波束合成电路具体可将N路回波信号中的N/M路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号。
将N路回波信号中的N/M路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号的步骤，可以包括：
对N/M路回波信号进行模拟延时，使得每路延时后的信号的相位对齐；
对N/M路相位对齐后的回波信号进行求和，从而实现了将N/M路回波信号合成为一个回波信号。
在步骤30中，可以将M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号。例如，采用模数转换器将M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号。
在步骤40中，可以将M路数字回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点进行数字波束合成，合成为一个回波信号，从而获得该目标位置点对应的回波信号。例如，采用数字波束合成电路将M路数字回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号。
在步骤50中，可以将步骤40中获得的目标位置点的回波信号发送到超声成像设备的主机进行后续的处理。
一个实施例中，模拟波束合成步骤20可以包括：
将N路回波信号进行选通，得到其中的K路回波信号；其中K为小于N且大于M的整数；
将K路回波信号经模拟波束合成，合成为M路模拟回波信号。
K可以是M的倍数，将N路回波信号降为K路，降低了后续电路的路数和信号处理量。由于方法的细节在上述超声成像设备的三个实施例中已详细阐述，在此不做赘述。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (13)
1.一种超声探头，其特征在于，包括：
多个阵元，所述阵元用于实现电信号和超声波之间的相互转换，并将接收到的被检测生物组织反射回的超声波回波转换成电信号输出，形成N路回波信号，其中，N小于或等于探头中阵元的总数；
M个模拟波束合成电路，每个所述模拟波束合成电路用于将N路回波信号中的至少两路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号；其中，M是小于或等于N/2且大于1的整数；
模数转换器，用于将所述M个模拟波束合成电路输出的M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号；
数字波束合成电路，用于将所述模数转换器输出的M路数字回波信号针对被检测生物组织中的所述目标位置点合成为一个回波信号，获得所述目标位置点的回波信号。
2.如权利要求1所述的超声探头，其特征在于，每个模拟波束合成电路用于将N路回波信号中的N/M路回波信号针对被检测生物组织中的所述目标位置点合成为一个回波信号，其中，N为M的倍数。
3.如权利要求1所述的超声探头，其特征在于，还包括连接在阵元和M个模拟波束合成电路之间的开关阵列，所述开关阵列用于将所述N路回波信号中的K路回波信号输出给所述M个模拟波束合成电路，其中K为小于N且大于M的整数。
4.如权利要求3所述的超声探头，其特征在于，所述开关阵列为多路选择器阵列，多个多路选择器的至少部分输入端与阵元一一对应连接，输出端分成M组，每组连接一个模拟波束合成电路。
5.如权利要求1所述的超声探头，其特征在于，还包括发射/接收控制电路，所述发射/接收控制电路用于控制全部阵元或者部分阵元向被检测生物组织发射超声波束，并控制N个阵元接收所述超声波束的回波。
6.如权利要求1所述的超声探头，其特征在于，还包括放大电路，所述放大电路用于将所述M个模拟波束合成电路输出的M路模拟回波信号进行放大，并输出给所述模数转换器。
7.如权利要求1所述的超声探头，其特征在于，还包括信号处理器，所述信号处理器用于对所述数字波束合成电路输出的信号进行信号处理。
8.如权利要求7所述的超声探头，其特征在于，还包括图像处理器，所述图像处理器用于将所述信号处理器输出的信号处理成可视化的超声图像。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的超声探头，其特征在于，还包括无线通信装置，所述无线通信装置将所述数字波束合成电路输出的回波信号发送到主机。
10.一种超声探头，其特征在于，包括：
多个阵元，所述阵元用于实现电信号和超声波之间的相互转换，并将接收到的被检测生物组织反射回的超声波回波转换成电信号输出，形成N路回波信号，其中，N小于或等于探头中阵元的总数；
M个模拟波束合成电路，每个所述模拟波束合成电路用于将N路回波信号中的至少两路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点合成为一个回波信号；其中，M是小于或等于N/2且大于1的整数；
模数转换器，用于将所述M个模拟波束合成电路输出的M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号；
数字波束合成电路，用于将所述模数转换器输出的M路数字回波信号针对被检测生物组织中的所述目标位置点合成为一个回波信号，获得所述目标位置点的回波信号；
所述超声探头将所述目标位置点的回波信号发送到超声成像设备的主机进行后续的处理。
11.一种超声成像设备，其特征在于,包括主机和如权利要求1-10中任意一项所述的超声探头；所述主机接收超声探头输出的信号，并根据接收的所述信号来显示超声图像。
12.一种在超声探头中处理回波信号的方法，其特征在于，包括：
接收被检测生物组织反射回的超声波回波，获得N路回波信号，其中，N小于或等于探头中阵元的总数；
将所述N路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点进行模拟波束合成，合成为M路模拟回波信号，其中，M是小于或等于N/2且大于1的整数；
将所述M路模拟回波信号转换成M路数字回波信号；
将所述M路数字回波信号针对被检测生物组织中的所述目标位置点合成为一个回波信号，获得所述目标位置点的回波信号；
将所述目标位置点的回波信号发送到超声成像设备的主机。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述N路回波信号针对被检测生物组织中的目标位置点进行模拟波束合成包括：
将N路回波信号进行选通，得到其中的K路回波信号，其中K为小于N且大于M的整数；
将K路回波信号经模拟波束合成，合成为M路模拟回波信号。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2018/104411 WO2020047803A1 (zh) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | 超声探头及其处理超声回波信号的方法，超声成像设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112638266A CN112638266A (zh) | 2021-04-09 |
| CN112638266B true CN112638266B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=69722095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880097122.3A Active CN112638266B (zh) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | 超声探头及其处理超声回波信号的方法，超声成像设备 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112638266B (zh) |
| WO (1) | WO2020047803A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111694004B (zh) * | 2020-06-10 | 2023-08-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 波束合成的方法和装置 |
| CN117218433A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-12-12 | 珠海圣美生物诊断技术有限公司 | 居家多癌种检测装置和多模态融合模型构建方法及装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010638A2 (en) * | 1998-08-24 | 2000-03-02 | Baskent University | An asynchronous oversampling beamformer |
| CN101474078A (zh) * | 2008-12-29 | 2009-07-08 | 徐州雷奥医疗设备有限公司 | 基于嵌入式pc平台的全数字化超声医学装置 |
| CN102078204A (zh) * | 2009-12-01 | 2011-06-01 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种超声成像系统及其控制方法和连续波多普勒处理装置 |
| CN105147316A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-16 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | 使用通道数据处理的共模噪声抑制方法 |
| CN106814355A (zh) * | 2015-11-19 | 2017-06-09 | 美国亚德诺半导体公司 | 模拟超声波束形成器 |
| CN107209255A (zh) * | 2015-01-29 | 2017-09-26 | 皇家飞利浦有限公司 | 多线接收波束形成器以及相关的系统和方法 |
-
2018
- 2018-09-06 CN CN201880097122.3A patent/CN112638266B/zh active Active
- 2018-09-06 WO PCT/CN2018/104411 patent/WO2020047803A1/zh active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010638A2 (en) * | 1998-08-24 | 2000-03-02 | Baskent University | An asynchronous oversampling beamformer |
| CN101474078A (zh) * | 2008-12-29 | 2009-07-08 | 徐州雷奥医疗设备有限公司 | 基于嵌入式pc平台的全数字化超声医学装置 |
| CN102078204A (zh) * | 2009-12-01 | 2011-06-01 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种超声成像系统及其控制方法和连续波多普勒处理装置 |
| CN107209255A (zh) * | 2015-01-29 | 2017-09-26 | 皇家飞利浦有限公司 | 多线接收波束形成器以及相关的系统和方法 |
| CN105147316A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-16 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | 使用通道数据处理的共模噪声抑制方法 |
| CN106814355A (zh) * | 2015-11-19 | 2017-06-09 | 美国亚德诺半导体公司 | 模拟超声波束形成器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112638266A (zh) | 2021-04-09 |
| WO2020047803A1 (zh) | 2020-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6049371B2 (ja) | 超音波診断システム | |
| CN112638266B (zh) | 超声探头及其处理超声回波信号的方法，超声成像设备 | |
| WO2006035384A1 (en) | Microbeamforming transducer architecture | |
| JP5452319B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| KR101925144B1 (ko) | 초음파 프로브, 초음파 영상장치, 및 그 제어방법 | |
| JP2010029374A (ja) | 超音波診断装置 | |
| CN1938603A (zh) | 具有细线接口的超声波变送器 | |
| US20110077522A1 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus and method for operating the same | |
| JP5931195B2 (ja) | 超音波診断装置及び超音波診断装置の作動方法 | |
| US20050131299A1 (en) | Differential partial beamforming | |
| US20100137716A1 (en) | Multi-functional ultrasound imaging system | |
| DE102004056467A1 (de) | Sondenbasiertes Digitalisierungs- oder Komprimierungssystem und medizinisches Ultraschallverfahren | |
| US20230375701A1 (en) | 1.x-dimensional ultrasound transducer array with elevation control for aperture and associated devices, systems, and methods | |
| KR20160101140A (ko) | 서브 어레이를 갖는 트랜스듀서에서 평면파를 이용한 이미지 합성 방법 및 장치 | |
| KR101753178B1 (ko) | 초음파 이미징 시스템 및 상기 초음파 이미징 시스템 내에 사용된 처리장치 | |
| US10251624B2 (en) | Delta-sigma beamformer and method for beamforming | |
| Johnson et al. | Medical imaging using capacitive micromachined ultrasonic transducer arrays | |
| CN216724596U (zh) | 超声探头及超声成像系统 | |
| US20110295122A1 (en) | System and method for ultrasound imaging with a configurable receive aperture | |
| JP5486901B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| Assef et al. | A flexible multichannel FPGA and PC-Based ultrasound system for medical imaging research: initial phantom experiments | |
| US20210177381A1 (en) | Ultrasound diagnostic apparatus and control method thereof | |
| RU2424769C2 (ru) | Устройство для дистанционной ультразвуковой диагностики | |
| JP2012066051A (ja) | 超音波撮像方法及び超音波プローブ | |
| JP2007185529A (ja) | 超音波診断装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |