[发明专利]一种基于调频连续波超声成像系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种基于调频连续波超声成像系统与检测方法，其包括调频连续波产生模块、超声波发送与回波接收模块、信号处理模块及显示模块，所述调频连续波产生模块与所述超声波发送与回波接收模块电连接，所述调频连续波产生模块用于产生一个在时域上频率与时间成线性关系的频率信号，所述超声波发送与回波接收模块用于发送所述调频连续波产生模块产生的调频连续波并接收反馈信号，所述超声波发送与回波接收模块输出端与所述信号处理模块输入端电连接，所述信号处理模块对接收的反馈信号进行处理后在显示模块进行成像。本发明具有无距离盲区、高分辨率和低发射功率的优点，实用过程准确性高，测量准确有效，简单实用。

技术领域

本发明属于超声波检测技术领域，尤其涉及一种基于调频连续波超声成像系统与检测方法。

背景技术

在医学成像应用与物质界面连续性检测中，相关物质连续性分布与界面分布的几何参量检测至关重要，当前常用的检测设备一般都比较大，检测设备相对昂贵，成像分辨力不高，传统的成像检测手段一般是采用微波成像、超声成像、红外成像等。

在医学成像应用中，当前最为流行的一种检测方式是采用超声检测技术对目标物进行成像监测，常见医学成像超声波频率范围为1MHz到15MHz，传统超声波按发射方式可分为连续波与脉冲波两种方式，通过发射信号与反射的回波信号时间差来计算距离，其中应用最为广泛的B超成像是采用发射波与回波时间差来实现距离的检测，通过一系列信号处理与转化，最终达到医学成像的效果，由于换能器会有一个比较长时间的余震,因此在这个时间段内,很难区分发射波信号与回波信号，这样会导致被测目标物体在这个范围内,回波和发射波区分不开,形成检测盲区，另一方面采用直接时间差的检测方式对处理器主频与时间电压转化电路的设计要求较高，特别是采用计数器方式来测量时间差的系统结构，对计数器时钟的要求比较高。

由于受超声波波长的限制，上述传统的超声成像技术一般很难实现直径小于5mm的目标物体成像，特别是在医学成像中，并不适合于早期肿瘤物的成像检测，另外，传统超声波设备的发射功率比较大，系统供电电压相对较高，与常用低压低功耗系统不兼容，目前缺少这种高分辨力、低功耗超声成像的技术手段与系统实现的有效方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于调频连续波超声成像系统与检测方法，具有无距离盲区、高分辨率和低发射功率的优点，实用过程准确性高，测量准确有效，简单实用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于调频连续波超声成像系统，包括调频连续波产生模块、超声波发送与回波接收模块、信号处理模块及显示模块，所述调频连续波产生模块与所述超声波发送与回波接收模块电连接，所述调频连续波产生模块用于产生一个在时域上频率与时间成线性关系的频率信号，所述超声波发送与回波接收模块用于发送所述调频连续波产生模块产生的调频连续波并接收反馈信号，所述超声波发送与回波接收模块输出端与所述信号处理模块输入端电连接，所述信号处理模块对接收的反馈信号进行处理后发送给显示模块进行成像。

优选地，所述调频连续波产生模块包括压控振荡器、数模信号转换器、带隙基准电压单元和微控制单元，所述微控制单元输出端与所述数模信号转换器输入端相连接，所述带隙基准电压单元为所述数模信号转换器提供参考的基准电压，所述数模信号转换器输出端与所述压控振荡器输入端相连接。

优选地，所述超声波发送与回波接收模块包括功率放大器、换能器和预放大处理电路，所述功率放大器输出端与所述换能器输入端相连接将放大后的信号发送，所述换能器将接收的反馈信号传输给所述预放大处理电路处理。

优选地，所述所述信号处理模块包括混频器、低通滤波器、FFT快速傅立叶变换器及数字信号处理器，所述混频器输出端与所述低通滤波器输入端相连接，所述FFT快速傅立叶变换器将过滤后的信号进行处理，传输到所述数字信号处理器处理成像，并在所述显示模块进行显示。