[实用新型]一种多普勒超声成像系统动态解调装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声成像设备技术领域，具体涉及多普勒超声成像系统动态解调装置。

背景技术

在多普勒超声成像系统中，探头发射一系列的超声相干脉冲串，这些超声脉冲在人体中的传播过程中会发生反射和衰减。探头同时接收人体组织和血流发射的超声回波，转变为电信号后放大，然后进行AD转换和数字波束合成(beamforming)。波束合成后的信号一路用来做B模式成像，生成二维组织图像；另一路进行多普勒的相关处理，生成血流图像。而生成血流成像的数据，首先要进行正交解调处理。

如图1所示，将波束合成后的回波信号同两个正交的本振信号(cos(ω₀t)和sin(ω₀t))相乘后，得到I和Q两路解调信号。解调的目的是从回波信号中提取出人体内组织或血流移动而产生的多普勒频移信号；而使用正交解调的目的是区分多普勒信号是正向频移还是负向频移。

在多普勒超声成像系统中，解调所使用的正交本振信号的频率通常和超声发射激励的频率ω₀相同。但是，由于人体组织对超声信号的衰减其实是和超声频率相关的，组织中的衰减系数同频率的变化关系可以用幂函数来描述，工程上可以简化为α_dB＝0.7dB/[MHz·cm]。所以当以ω₀为中心频率的发生脉冲串在人体内传播时，由于高频部分会比低频部分有更大的衰减系数，所以其中心频率会发生变化。即深度越深，中心频率越低。在B模式成像中，通常会对波束合成后的回波信号使用动态滤波的技术来补偿频率的变化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多普勒超声成像系统动态解调装置，克服现有技术在正交解调时无法补偿超声回波信号在人体组织中的衰减，从而造成多普勒频移信号误差过大的缺陷。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种多普勒超声成像系统动态解调装置，包括数字波束合成模块和正交解调模块，所述数字波束合成模块与所述正交解调模块相连，还包括动态频率正交信号生成模块，所述动态频率正交信号生成模块与所述正交解调模块相连，所述动态频率正交信号生成模块用于生成频率随波束传播时间变化的余弦本振信号和正弦本振信号并发送到所述正交解调模块。

所述的多普勒超声成像系统动态解调装置，其中还包括数字时间增益控制TGC模块，所述数字波束合成模块与所述数字时间增益控制TGC模块相连，所述数字时间增益控制TGC模块与所述正交解调模块相连。

所述的多普勒超声成像系统动态解调装置，其中所述动态频率正交信号生成模块包括动态频率生成器和数字频率合成器，所述动态频率生成器与所述数字频率合成器相连，所述动态频率生成器用于生成随波束传播时间变化的频率，所述数字频率合成器用于生成随所述频率以及波束传播时间变化的相应余弦本振信号和相应正弦本振信号。

所述的多普勒超声成像系统动态解调装置，其中所述动态频率生成器设为现场可编程逻辑门阵列FPGA。

所述的多普勒超声成像系统动态解调装置，其中根据多普勒超声成像系统脉冲重复时间计算相应的所述频率并存储于所述动态频率生成器中。

所述的多普勒超声成像系统动态解调装置，其中所述数字频率合成器设为现场可编程逻辑门阵列FPGA。

所述的多普勒超声成像系统动态解调装置，其中在所述数字频率合成器中设置查找表，根据所述频率以及不同时刻的相位值，从所述查找表中查找所述相位值对应的余弦值和正弦值。

本实用新型的有益效果：本实用新型多普勒超声成像系统动态解调装置，可以补偿超声回波信号在人体组织中的衰减，从而减小多普勒频移信号的误差。

附图说明

本实用新型包括如下附图：

图1为现有技术多普勒超声成像系统示意图；

图2为本实用新型多普勒超声成像系统动态解调装置示意图；

图3为本实用新型多普勒超声成像系统动态解调装置示意图之二；

图4为本实用新型动态频率正交信号生成模块示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：

本实用新型基于如下原理：当在线性条件下，频谱包络为高斯函数的超声波在人体内传播时，其中心频率随传播距离的关系可以由下式描述：

fc＝f₀-2αzσ²    式1