[发明专利]一种超声多波束数据传输方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学成像领域，尤其涉及一种超声多波束传输方法和装置。

背景技术

多波束成像技术广泛应用于医疗领域的超声诊断仪系统，在超声前端通道数较多的情况下，往往需要多片现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)来完成前端回波数据的处理，包括：多波束合成、动态滤波、幅度检波、正交检波以及数据上传控制等。

典型的多波束成像系统如附图1所示，至少包括：探头101、N通道发射电路102、N通道接收电路103、基于FPGA的波束合成器104、基于FPGA的波束处理器105和后端成像子系统106，其中，基于FPGA的波束处理器105(相对于基于FPGA的波束合成器104是后级FPGA)产生低压发射脉冲，传输至N通道发射电路102产生N个通道的高压脉冲，这些高压脉冲驱动探头101形成超声波，与此同时，与探头101的N个通道的阵元相连的N通道接收电路103接收超声回波信号。N通道接收电路103中的模拟数字转换器(Analog to Digital Converter，ADC)对模拟的超声回波信号进行模数转换以得到数字的超声回波信号并传输到波束合成器104，基于FPGA的波束合成器104(相对于基于FPGA的波束处理器105是前级FPGA)将N个通道的数字超声回波聚焦合成M个波束的波束数据，然后通过数据输出总线将波束数据传输至波束处理器105。波束处理器105再将M个波束的数据进行必要的信号处理，最后将它们按照一定的次序通过波束处理器105和后端成像子系统106的通信总线传输给后端成像子系统106，最终形成超声图像。

现有技术提供的多波束成像系统中，波束合成器的数目等于波束合成器和波束处理器之间的数据输出总线的数目，这样，一根数据输出总线只用于传输从一个波束合成器输出的波束数据。例如，如果波束合成器设计成4个，那么，波束合成器和波束处理器之间的数据输出总线也设计成4个，4根数据输出总线中的分别用于传输从4个波束合成器输出的4波束数据。

由于多波束成像技术基于“以空间换时间”的理念，即以占用较多的逻辑资源、管脚资源和提高单位数据传输量等为代价，换取高帧频的超声图像显示。因此，如果按照现有的多波束成像系统的设计，将波束合成器的数目设计成与该波束合成器和波束处理器之间的数据输出总线的数目相等，势必占用过多的FPGA管脚资源并增加印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)的布线难度。例如，对于4个波束的波束数据，波束合成器用于4个波束的聚焦合成，以64通道、12bit(位)ADC采样位宽和变迹参数为8bit(位)的超声系统为例，波束合成后的数据位为24bit(位)，这也是单个波束数据总线的最小位宽，则在4个波束条件下，在波束合成器的数据输出总线上至少要占用96个输入输出(Input Output，IO)管脚。

发明内容

本发明实施例提供一种超声多波束传输方法和装置，以减少对集成芯片管脚资源的占用，降低PCB布线难度。

本发明实施例提供一种超声多波束传输方法，所述方法包括：将2ⁿ个波束合成器输出的2ⁿ路波束数据通过复用一条数据输出总线传输至波束分路模块，所述n为大于或等于1的自然数；所述波束分路模块将所述通过所述数据输出总线传输过来的波束数据分离成2ⁿ路波束数据后分别传输至2ⁿ个数字处理模块；所述2ⁿ个数字处理模块将所述波束分路模块传输过来的2ⁿ路波束数据处理后输出。

可选地，所述将2ⁿ个波束合成器输出的2ⁿ路波束数据通过复用一条数据输出总线传输至波束分路模块包括：合路单元接收所述2ⁿ个波束合成器输出的所述2ⁿ路波束数据；第一使能单元以T为周期输出n位数字信号作为使能信号驱动所述合路单元，所述T＝1/f，所述f是与所述2ⁿ个波束合成器中任何一个波束合成器的工作时钟同相的时钟的频率且f＝2ⁿf_c，所述f_c为所述2ⁿ个波束合成器中任何一个波束合成器的工作时钟的频率；所述合路单元每收到所述n位使能信号，则将所述2ⁿ路波束数据中的一路波束数据通过所述数据输出总线传输至波束分路模块。