[发明专利]用于动态滤波的系统和方法

说明书

提供了用于在模拟波形由超声系统中的模数转换器(ADC)采样之前对模拟波形滤波的系统和方法。可以通过将相同的波形延迟两个不同的时间延迟并且组合经延迟的波形以有效地抵消基波分量来对波形进行滤波，从而提供对接收到的回波信号中的谐波分量的更灵敏的检测。这种滤波方法利用也可以用于多线波束形成的架构来执行时间滤波，其中，可以从ARAM中两次读出单个声学信号，其按时间分开，这利用了ARAM允许非破坏性的读取操作的事实。

技术领域

本文描述的系统和方法总体上涉及医学诊断超声系统，并且具体涉及具有动态模拟滤波能力的诊断系统。

背景技术

谐波成像是许多超声系统上经常使用的模式。例如，在确定组织类型信息(即，识别血液、心肌、肝脏组织等)时，谐波成像能够是有用的，因为声波与组织之间的相互作用生成谐波频率范围内的信息。诸如微泡的声学造影剂也能够用于在与声学信号相互作用时产生谐波。当发射的超声波与微泡相互作用时，发生非线性谐振，其包括在询问波的基波频率的谐波处的谐振能量的产生。尽管谐波分量具有低于基波(fundamental)的强度，但它们足够强以在换能器处接收。在组织谐波成像或使用造影剂的情况下，对谐波而不是基波频率的接收具有增加的兴趣。

接收到的信号的谐波和基波分量的相对强度通常是变化的。尽管与基波信号相比，谐波造影剂信号倾向于强度的降低，但组织谐波信号仍倾向于功率更低。信号源的深度(信号被反射的结构)也会影响接收功率。因为组织谐波信号需要波穿过组织，因此这些信号通常将由比声学造影剂信号的相对更深的相互作用产生。由于增加的深度，因此频率和强度两者都趋于衰减。这些效应导致谐波信号能够比基波小20dB以上的可能性，因此需要要求宽动态范围的接收器。在已经发生少量谐波生成的近场中，并且在衰减已经接管的远场中，谐波响应从基波反向散射体下降30-40dB并不罕见。

鉴于谐波信号和基波信号之间的强度的大的差异，有用的是尽可能多地去除基波，使得谐波的相对功率相对于系统的本底噪声增加。在某些情况下，ADC的SNR限制了系统的灵敏度，并且能够增加数字化之前应用的模拟增益使得传感器的热噪声可以为主导是有益的。遗憾的是，在这种情况下，基波信号能够很容易在强大的目标上饱和，并且变得很难进行谐波成像。一种补救是在ADC前面包括模拟高通或带通滤波器，以抑制一些较低频率的基波信号，使得ADC较不可能饱和。还可以应用更多的前端模拟增益，从而更充分地利用ADC的动态范围。遗憾的是，用于从基波分离谐波的当前方法通常可应用于固定频率，并且因此需要多个滤波器来支持不同的换能器和基波频率。这增加了系统复杂性。

因此，需要与谐波成像一起使用的改进的滤波方法。本发明提供了该需要和更多的需要。

发明内容

在一些方面中，本发明提供可以包括以下项的方法：接收根据由换能器接收的声学信号生成的输入模拟电波形；基于输入模拟电波形生成一对实质上相同的中间模拟电波形；将中间模拟电波形中的一个相对于另一个延迟，延迟的量至少部分基于换能器的采样率和输入模拟电波形的基波频率；并且将经延迟的中间模拟电波形与另一中间模拟电波形加和以产生经滤波的模拟电波形。

在某些方面中，本发明可以包括超声成像系统，所述超声成像系统包括用于超声成像的接收波束形成器，所述接收波束形成器可以包括：输入线，其被配置为接收根据来自至少一个换能器元件的接收到的声学信号所生成的输入模拟电波形；模拟存储器，所述存储器被配置并布置为允许执行第一非破坏性读取操作并且在时间延迟后执行第二读取操作，以基于输入模拟电波形生成一对实质上相同的中间模拟电波形，其中，所述延迟至少部分地基于所述换能器的采样率和所述输入模拟电波形的基波频率；以及加和元件，所述加和元件被配置并布置成将经延迟的中间模拟电波形与另一个中间模拟电波形加和以产生经滤波的模拟电波形。

附图说明

图1是根据本发明的说明性实施例的超声成像系统的实施例的示意图。

图2示出了根据本发明的说明性实施例的波束形成架构的框图。