[其他]具有上变频中频放大的组织特征跟踪收发器

说明书

本发明涉及医学超声图象，特别是用于超声信号实时处理的方法及设备。

多年来，临床超声系统已经与脉冲或连续波（CW）超声技术相结合用于组织结构和血流的成象。因为被检查的组织是色散介质，发入组织里而后从组织分界面上反射回来的信号受到明显的衰减，即声音信号在物体里走的路径越长，信号衰减和改变得越大，以前的系统已经包含了象时控增益这样的补偿技术，用来对体内组织中信号的预测衰减进行校正。类似地，其它校正技术的应用也已获得了不同程度的成功。无论至今使用的哪种校正技术，都存在某些问题，这些问题中典型的是，在被检查的标本表面和超声探头的转换器表面之间所引起的多重反射，进而，对较深的信号穿透层，信号衰减严重，常使关键的图象信息模糊不清和使图象散焦。

由申请人以前申请的专利No.616，581中采用的名为“组织特征追踪收发器”的方法，包括有组织现象的特征分析。其中，由于穿过组织介质，发射的脉冲以频率扭曲的形式返回。无论其中描述的系统多么有效，由于技术上和经济上的原因也需要进一步的改进。

尽管在从前公开中描述的方法在整个图象质量和整个图象的均匀度方面做了很大的改进，但是下列限制的存在引起了实施上及经济上的一些问题：

1）当采用滤波器跟踪时，因为所需的元件值变化等于频率范围的平方，所以滤波器的电感或电容（饱和扼流圈或变容二极管）必须在很大范围内变动。在频率跟踪偏移的过程中，由此引起的阻抗变化是显著的。如果频率变化的百分比能够减小，电路元件参数的变化也可减小。

2）必须跟踪低通和高通的截止频率，以维持恒定的带宽。

3）不管检测器的复杂程度如何，它必须以基带射频信号工作。因为视频频率（包络线）信息与回波序列底部的最低载波频率如此地接近，所以在设计具有良好上升时间性能并能抑制载波波动（例如：二次谐波）的带宽检测器时存在着实际的问题，能满足短的上升时间及低波动准则的检测器必须包括费用较高的高阶低通滤波器。如果可能加大视频（包络线）信息和载波频率之间的区别，就可以在解调后用一个简单一阶低通滤波器得到所需的检测器性能。

4）在任何实用接收器的设计中，给定一种简单的无屏蔽的封装方法，总是面临在没有自由反馈的极高增益条件下如何设计接收器的问题。对于给定组成及尺寸的元件，如果能确定另一种使从输出返回到射频前端输入的串音较小的设计方案，则仅由于这个原因就能实现这样一种设计。

5）超声脉冲接收器常常需要用在工作于若干不同超声频率下的图象系统中，象3.5，5和7.5兆赫。直到现在，不是使用宽带接收器，就是使用带有简单固定频率切换式滤波器的接收器。一种工作在若干范围内且设计简单的组织跟踪接收器是非常需要的。

本发明中的超声收发器，对从体内组织界面上反射的信号提供了一种可变频率、固定带宽的接收，改善了对多重界面反射的抑制，随之也改善了极深穿透深度上的信号分辨率。本发明进一步提供了比以前所知的更大动态范围内的信号复原。

此外，本发明描述了一种具有检测信号的超声收发器，它本身消除由于转换器脉冲响应和组织反射影响产生的发射脉冲信号间的相互作用，增强了轴向信号的分辨率。

根据本发明所做的设备体现在提供这些特点的硬件里。作为一个采集所接收的信号，并且将其变成较高中频的接收器有一恒定的带宽，这这种变到较高频率的变换随时间而变，以至于在维持前述恒定带宽需要的同时，接收频谱的一部分也改变了，按照本发明的上变频超外差接收器的特定细节是增强了信号的处理，减少了实现时的伪信号和经济消耗，因此本发明在提供一种简单且性能价格比合理的系统的同时也使所需的信号处理得以增强。

参照图示，仔细阅读下列描述可以较好地理解本发明的这些和其它的特点，这里：

图1是本发明的上变频异步收发器的框图;

图2所示是本发明的上变频处理的信号分量;

图3所示是本发明的一个实施方案中的包络线检测;

图4所示是变换器的三种工作方式;

图5所示是本发明的一个实施方案中，在所用频率范围下不同滤波器的带宽。

本发明包括1984年6月4日由同一发明人申请、目前正在审理的专利No.616，581中描述的收发器，此处作为对比文献。