[发明专利]消除超声回声测深自动记录仪固定回波的装置

说明书

本发明涉及一种消除超声回声测深自动记录仪固定回波的装置，它包括一个具有延迟线型的滤波器（下面称为延迟线滤波器）。

本发明消除固定回波的装置特别适用于用超声回声测深自动记录仪对血液流速进行的测量和图象显示。

用超声回声测深自动记录仪对血液流速进行测量和图象显示需要解决的一般技术问题在于消除由具有高反射能力的生物组织（这里是指脉管的周壁）引起的固定回波，其反射能力可超过血液（红血球）反射能力40dB。所以，在测算流速分布以前，为了减少要处理信号的动态变化和正确测量脉管整个断面上的流速，特别是在脉管周壁附近的低流速被来自那些周壁的强信号掩盖的情况下，使用一个装置消除固定回波是必不可少的。

普遍存在的这一技术问题的一种解决方案已由申请号为2580076的法国专利给出。该专利描述了一种消除超声回声测深自动记录仪固定回波的装置，该装置包括延迟线滤波器，在这种情况下，这种滤波器具有一条平行于零延迟线的、延迟一个重复周期的线。提供给这些线的加权系数分别为+1和-1。加权后，这些线由一个加法器加起来。因此，这种已知的滤波器在两条连续的回声自动记录线之间产生差别;其结果在原理上对固定组织产生的回波进行了近乎完全的衰减。然而，这种技术的主要缺点在于相应低流速的信号也被衰减了。例如，能够证明，上述滤波器的灵敏度作为流速的一个函数是这样的：当重复频率等于5KHz，传输频率等于5MHz时，一个相应于V＝5Cm/S的信号被衰减30dB。

这就使得已有技术在流速很低的地方，也就是说在靠近脉管周壁的地方很难或者不可能测量流速。但是了解这些流速对于研究和临床诊断是非常重要的，例如对于动脉。

本发明所要解决的问题是：提供一种消除超声回声测深自动记录仪固定回波的装置，该装置能够对低的血流流速，特别是对在脉管周壁附近的血液流速进行满意的测算。本发明解决上述技术问题的方案在于：该装置包括一个第一滤波器，一方面该滤波器具有M条分别延迟（i-1）T的平行线i（i＝1，…，M），其中T是该回声测深自动记录仪的重复周期，另一方面该滤波器还具有给M条线i加权的部件，提供给所说线的加权系数之和为零，该滤波器还具有一个用于将这样延迟和加权的线i相加的加法器;该装置至少还包括一个第二滤波器，它具有和第一滤波器相同的结构，并且相对于第一滤波器的相位移为（M-1）T，与第一滤波器平行连接。第二滤波器的脉冲特性h₂（t）和第一滤波器的脉冲特性h₁（t）有如下关系：

h₂（t）＝h₁〔（M-1）T-t〕（1）

在滤波器截止区通过增加其级数来改善滤波器的斜率是公知的。当使用回声测深自动记录仪测量流速时，就意味着用分别延迟（i-1）T的M条平行线i所组成的延迟线滤波器处理的不是两条顺序回声自动记录线，而最好是M条线。为保证消除固定回波，M条线被总和为零的加权系数加权。然后，所有的线被相加，之后，再经流速测算电路进行相关性、相移等处理。但是使用这类滤波器很难在保证高成象品级的同时对所研究的液流的流速分布进行准确的测量。如果要处理的线的数目为N（通常，对圆周脉管，N＝16;对心脏，N＝8），而且用于消除固定回波的滤波器使用M条线，那么实际上只有N-M+1条线用于测算流速，这样，要想保持和要处理线同样的数目，就必须降低成象品级。

本发明的装置包括两个M-1级滤波器，它们频率特性的模相同，这是这两个滤波器耦合的一个基本条件。从方程式（1）中可以推导出频率特性H₁（f）和H₂（f）的关系为：

H₂（f）＝H₁（f）exp〔j₂πf（M-1）T〕

从而｜H₂（f）｜＝｜H₁（f）｜。

另一方面，用来测算流速的不是N-M+1个信号，而是2（N-M+1）个信号。这些信号不是完全独立的。但是，当使用可以进行非线性运算（1位相关，相移，…）的流速计算机时，增益仍然是显著的。这样，在大体上不减少要处理的线的数目，从而不降低图象品级的情况下，能对低的血液流速进行满意的测算。

以下以举例的方式，结合附图，对本发明的实施例进行详细描述。

图1是本发明消除固定回波装置的示意图。

图2是用于在三个点上消除固定回波的一种装置的流速响应特性示意图。

图3是固定回波消除装置和流速计算机连接的示意图。