專利名稱：超聲診斷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲診斷設(shè)備，它具有合成孔接收部分或在所接收的信號(hào)上的折疊部分。
近來(lái)已知一種用于進(jìn)行合成孔(aperture)掃描的超聲成象設(shè)備。這種超聲成象設(shè)備已經(jīng)在Corl等人在ProcIEEEUltrasonicsSymp.，Sept.1978上的“AdigitalsyntheticfocusacousticimagingsystemforNDE”一文中進(jìn)行了介紹，且其運(yùn)算原理將結(jié)合圖8的示意框圖進(jìn)行描述。
在圖8中，標(biāo)號(hào)1表示一個(gè)超聲探頭，它由壓電傳感器T1至T8構(gòu)成。100代表一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器(以下稱為MUX)，101代表一個(gè)發(fā)送電路，102代表一個(gè)放大器，103代表一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(以下稱為A/D)，104代表一個(gè)存儲(chǔ)器，105代表一個(gè)加法器，106代表一個(gè)信號(hào)處理器且107代表一個(gè)顯示單元。在圖8中，MUX100選擇壓電傳感器T1至T8中的一個(gè)，即Tn。隨后，發(fā)送電路101產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，從而驅(qū)動(dòng)所選擇的壓電傳感器Tn。
壓電傳感器Tn產(chǎn)生超聲脈沖，且被一個(gè)物體反射的該超聲脈沖被壓電傳感器Tn作為回聲超聲波所接收。被壓電傳感器Tn接收的接收信號(hào)在A/D103中被轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并在通過(guò)MUX100和被放大器102放大之后被寫(xiě)入存儲(chǔ)器104。當(dāng)來(lái)自壓電傳感器Tn的接收信號(hào)至存儲(chǔ)器104中的寫(xiě)入完成時(shí)，MUX100選擇一個(gè)不同于壓電傳感器Tn的壓電傳感器Tn’并以與壓電傳感器Tn的情況類似的方式將接收信號(hào)寫(xiě)入到存儲(chǔ)器104中。在上述方式中，壓電傳感器T1至T8獲得的接收信號(hào)被寫(xiě)入到存儲(chǔ)器104中。隨后在加法器105中，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器104中的、來(lái)自壓電傳感器T1至T8的各個(gè)接收信號(hào)被加在一起，并以預(yù)定的時(shí)間差提供它們。
當(dāng)假定物體在壓電傳感器T1至T8的接收期間處于靜止時(shí)，可以將在該物體中的諸如束成形和束方向調(diào)整的接收方向性提供給超聲探頭1。上述由加法器105加在一起的接收信號(hào)由信號(hào)處理器106進(jìn)行信號(hào)處理，如檢測(cè)，并被顯示在顯示單元107上。
然而，在上述的具有合成孔部分的傳統(tǒng)超聲診斷設(shè)備中，存在著這樣的問(wèn)題，即當(dāng)物體在壓電傳感器T1至T8的接收期間移動(dòng)時(shí)，該合成孔部分不能精確地運(yùn)行。
本發(fā)明就是要解決這種傳統(tǒng)的問(wèn)題，并作為其目的而提供了一種超聲診斷設(shè)備，它即使在物體運(yùn)動(dòng)時(shí)也能操作精確的合成孔。
根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，提供了用于對(duì)于在多個(gè)時(shí)間的發(fā)送在排列的壓電傳感器的孔的中心部分進(jìn)行接收和在排列的壓電傳感器的孔的周邊部分進(jìn)行接收的裝置，和形成在上述每一次接收獲得的相應(yīng)的接收信號(hào)的束，且在那個(gè)時(shí)刻進(jìn)行加權(quán)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，提供了用于對(duì)于在多個(gè)時(shí)間的發(fā)送在排列的壓電傳感器的孔的中心部分進(jìn)行接收和在排列的壓電傳感器的孔的周邊部分進(jìn)行接收的裝置，和形成在上述每一次接收獲得的相應(yīng)的接收信號(hào)的束，且在那個(gè)時(shí)刻進(jìn)行了動(dòng)態(tài)加權(quán)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，提供了用于對(duì)于在多個(gè)時(shí)間的發(fā)送在排列的壓電傳感器的孔的中心部分進(jìn)行接收和在排列的壓電傳感器的孔的周邊部分進(jìn)行接收的裝置，和形成在上述每一次接收獲得的相應(yīng)的接收信號(hào)的束，且在那個(gè)時(shí)刻進(jìn)行了同時(shí)和多方向的接收。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，提供了用于對(duì)于在多個(gè)時(shí)間的發(fā)送在排列的壓電傳感器的孔的中心部分進(jìn)行接收和在排列的壓電傳感器的孔的周邊部分進(jìn)行接收的裝置，和形成在上述每一次接收獲得的相應(yīng)的接收信號(hào)的束，且在那個(gè)時(shí)刻進(jìn)行了同時(shí)和多方向的接收，且在接收信號(hào)的合成中提供了接收的數(shù)據(jù)的對(duì)準(zhǔn)(alignment)功能。
根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，提供了用于對(duì)于在多個(gè)時(shí)間的發(fā)送在排列的壓電傳感器的孔的中心部分進(jìn)行接收和在排列的壓電傳感器的孔的周邊部分進(jìn)行接收的裝置，和形成在上述每一次接收獲得的相應(yīng)的接收信號(hào)的束，且提供了孔運(yùn)動(dòng)掃描功能。
根據(jù)本發(fā)明，在排列的壓電傳感器的孔的中心部分處的接收與在周邊部分的接收相比具有更高的靈敏度，從而消除了當(dāng)束在最惡劣的條件下形成接收信號(hào)時(shí)錯(cuò)過(guò)主波瓣的擔(dān)心，從而實(shí)現(xiàn)了高精度的合成孔。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)距離縮短時(shí)，在排列的壓電傳感器的孔的中心部分處的接收與在周邊部分的接收相比具有更高的靈敏度，從而消除了當(dāng)束在最惡劣的條件下形成接收信號(hào)時(shí)錯(cuò)過(guò)主波瓣的擔(dān)心，從而實(shí)現(xiàn)了高精度的合成孔。
根據(jù)本發(fā)明，在排列的壓電傳感器的孔的中心部分處的接收與在周邊部分的接收相比具有更高的靈敏度，從而消除了當(dāng)束在最惡劣的條件下形成接收信號(hào)時(shí)錯(cuò)過(guò)主波瓣的擔(dān)心，從而實(shí)現(xiàn)了高精度的合成孔，而且在多個(gè)方向進(jìn)行同時(shí)接收，從而避免了局部圖象的幀速率由于合成孔而被降低。
根據(jù)本發(fā)明，在排列的壓電傳感器的孔的中心部分處的接收與在周邊部分的接收相比具有更高的靈敏度，從而消除了當(dāng)在最惡劣的條件下合成接收信號(hào)時(shí)錯(cuò)過(guò)主波瓣的擔(dān)心，從而實(shí)現(xiàn)了高精度的合成孔，而且在多個(gè)方向進(jìn)行同時(shí)接收，從而避免了局部圖象的幀速率由于合成孔而被降低。
根據(jù)本發(fā)明，在排列的壓電傳感器的孔的中心部分處的接收與在周邊部分的接收相比具有更高的靈敏度，從而消除了當(dāng)束在最惡劣的條件下形成接收信號(hào)時(shí)錯(cuò)過(guò)主波瓣的擔(dān)心，從而實(shí)現(xiàn)了高精度的合成孔，而且同時(shí)實(shí)現(xiàn)了孔運(yùn)動(dòng)掃描功能。


圖1是示意框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的第一實(shí)施例;
圖2A和2B顯示了該超聲診斷設(shè)備的接收信號(hào)的增益;
圖3是示意框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的第二實(shí)施例;
圖4是示意框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的第三實(shí)施例;
圖5是示意框圖，顯示了該超聲診斷設(shè)備的掃描電路和折疊(foldover)電路;
圖6是示意框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的第四實(shí)施例;
圖7是示意框圖，顯示了該超聲診斷設(shè)備的掃描電路和折疊電路;
圖8是傳統(tǒng)的超聲診斷設(shè)備的示意框圖。
下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1是示意框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的第一實(shí)施例。
在圖1中，標(biāo)號(hào)1代表一個(gè)超聲探頭，在本實(shí)施例中它由八個(gè)壓電傳感器T1至T8組成。2代表一個(gè)發(fā)送電路，3至6代表開(kāi)關(guān)(以下稱為SW)，7至10代表放大器，11至14代表模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(以下稱為A/D)，15代表一個(gè)束形成器，16代表一個(gè)存儲(chǔ)器和17代表一個(gè)加法器。存儲(chǔ)器16和加法器17構(gòu)成一個(gè)孔相加部分18。19代表一個(gè)信號(hào)處理器且20代表一個(gè)顯示單元。
以下將結(jié)合其工作進(jìn)一步詳細(xì)描述上述結(jié)構(gòu)。
在圖1中，發(fā)送電路2產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，從而驅(qū)動(dòng)壓電傳感器T1至T8。在施加到壓電傳感器T1至T8的各個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖之間提供了一個(gè)相位差，從超聲探頭1發(fā)送的超聲束在其方向性得到控制的情況下得到束成形或束方向調(diào)整。發(fā)射的超聲束被一個(gè)物體反射并被超聲探頭1所接收。SW3至SW6選擇壓電傳感器T3至T6的接收信號(hào)，壓電傳感器T3至T6相對(duì)于第一波發(fā)射位于探頭1的排列壓電傳感器的孔的中心部分。通過(guò)SW3至SW6的信號(hào)被放大器7至10放大。在本實(shí)施例中加權(quán)被應(yīng)用到放大器7至10上。
圖2A和2B顯示了上述加權(quán)的分布。如圖2A所示，增益被提供給選定的壓電傳感器T3至T6。放大器7至10的輸出在A/D11至14中被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這些信號(hào)在束成形器15中被加起來(lái)。在束成形器15中，一個(gè)延遲時(shí)間被提供給相應(yīng)的A/D11至14的輸出，且接收的方向性被提供給超聲探頭1。來(lái)自束成形器15的輸出被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器16中。第一波發(fā)射的接收回聲被以上述方式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器16中。
隨后，發(fā)送電路2進(jìn)行第二波發(fā)射。第二發(fā)射束與第一發(fā)射束相同。SW3至SW6從壓電傳感器T1、T2、T7和T8選擇接收信號(hào)，壓電傳感器T1、T2、T7和T8位于用于第二波發(fā)射的超聲探頭1的排列壓電傳感器的孔的周邊部分上。借助已經(jīng)通過(guò)SW3至SW6的信號(hào)，增益被提供給壓電傳感器T1、T2、T7和T8，如圖2B所示。高增益被提供給從位于排列壓電傳感器的中心部分的壓電傳感器來(lái)的接收信號(hào)，如圖2A和2B所示，且低增益被給予從位于周邊部分的壓電傳感器來(lái)的接收信號(hào)。放大器7至10的輸出在A/D11至14中被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并在束成形器15中被相加。在束成形器15中，一個(gè)延遲時(shí)間被給予相應(yīng)的A/D11至14的輸出，且接收的方向性被給予超聲探頭1。來(lái)自束成形器15的輸出，借助來(lái)自壓電傳感器T3至T6的并被存儲(chǔ)在加法部分18中的存儲(chǔ)器16中的接收信號(hào)，而得到束成形。沿著一個(gè)方向的接收束，對(duì)于沿著相同方向的波發(fā)射，以這樣的方式兩次得到束成形。通過(guò)改變波發(fā)射和接收的方向性，可以對(duì)整個(gè)物體進(jìn)行掃描。如此獲得的束成形接收束由信號(hào)處理器19檢測(cè)并被顯示在顯示單元20上。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，在孔加法部分18中的束成形之前的接收信號(hào)由來(lái)自位于超聲探頭1的孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)和來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的接收信號(hào)組成，且高增益被給予來(lái)自中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，而低增益被給予來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，從而進(jìn)行加權(quán)。結(jié)果，其一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，即使當(dāng)物體在兩次發(fā)射期間移動(dòng)時(shí)，來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)也幾乎不受影響，因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^(guò)一次接收而獲得的，而且，該接收信號(hào)的幅度大于來(lái)自周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高度精確的合成孔。
另外，在以上描述中，權(quán)由放大器施加，但可以通過(guò)對(duì)進(jìn)行了A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字相乘而施加。進(jìn)一步地，還可采用用于控制壓電傳感器的接收靈敏度的技術(shù)。
進(jìn)一步地，假定在上述描述中權(quán)的增益與深度無(wú)關(guān)，但可以根據(jù)寬度改變權(quán)的增益，即動(dòng)態(tài)地進(jìn)行加權(quán)。在此情況下，孔在進(jìn)行短距離接收時(shí)變得更窄，且來(lái)自超聲探頭孔的周邊部分的壓電傳感器的接收信號(hào)的貢獻(xiàn)基本上消失了。即，由于只能獲得由超聲探頭中心部分的壓電傳感器提供的接收束的輸出束成形，合成孔的精度始終不會(huì)由于物體的運(yùn)動(dòng)而被降低。
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖3是示意框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的第二實(shí)施例。
在圖3中，21代表一個(gè)多方向束成形器，22和23代表存儲(chǔ)器且24和25代表加法器?？紫嗉硬糠?6和27分別由存儲(chǔ)器22與加法器24以及存儲(chǔ)器23和加法器25組成。28代表一個(gè)存儲(chǔ)器且29代表一個(gè)選擇器。其他的結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施例的相同。
下面將結(jié)合上述結(jié)構(gòu)的工作，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
在圖3中，發(fā)送電路2產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，從而驅(qū)動(dòng)壓電傳感器T1至T8。在加到壓電傳感器T1至T8的各個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖之間提供了一個(gè)相位差，從超聲探頭1發(fā)送的超聲束在其方向性得到控制的情況下受到束成形或束方向調(diào)整。發(fā)送的超聲束被一個(gè)物體反射并被超聲探頭1接收。SW3至SW6對(duì)于第一波發(fā)送選擇位于探頭1的孔的中心部分的壓電傳感器T3至T6的接收信號(hào)。通過(guò)SW3至SW6的信號(hào)被放大器7至10放大。在本實(shí)施例中加權(quán)是在放大器7至10中進(jìn)行的。放大器7至10的輸出被A/D11至14轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)被多方向束成形器21相加。在多方向束成形器21中，兩種延遲時(shí)間被提供給相應(yīng)的A/D11至14的輸出，且沿著兩個(gè)方向的接收方向性被給予超聲探頭1。來(lái)自多方向束成形器21的兩個(gè)系統(tǒng)中的輸出被存儲(chǔ)在與沿著上述兩個(gè)方向的接收靈敏度相應(yīng)的孔相加部分26和27的存儲(chǔ)器22和23中。以上述的方式，對(duì)于第一波發(fā)送的接收回聲被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器22和23中。
隨后發(fā)送電路2第二次發(fā)送波。該第二發(fā)送束與第一發(fā)射束相同。SW3至SW6對(duì)于第二波發(fā)射選擇從位于探頭1的孔的周邊部分的壓電傳感器T1、T2、T7和T8來(lái)的接收信號(hào)。被放大器7至10所加權(quán)的增益被給予已經(jīng)通過(guò)SW3至SW6的信號(hào)。如圖2A和2B所示，高的增益被給予來(lái)自位于孔中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，且低增益被給予來(lái)自位于孔周邊部分的壓電傳感器的接收信號(hào)。放大器7至10的輸出被A/D11至14轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)在多方向束成形器21中被相加。在多方向束成形器21中，兩種延遲時(shí)間被提供給各個(gè)A/D11至14的輸出，且沿著兩個(gè)方向的接收方向性被給予超聲探頭1。多方向束成形器21的輸出借助來(lái)自壓電傳感器T3至T6的并分別被存儲(chǔ)在加法器24和25的存儲(chǔ)器22和23中的接收信號(hào)而得到束成形。沿著兩個(gè)方向的接收束，以上述的方式，對(duì)于沿著相同的方向的第二波發(fā)射而得到束成形?？紫嗉硬糠?6的輸出被寫(xiě)入存儲(chǔ)器28并被給予一個(gè)發(fā)送部分的延遲。對(duì)于其中束輸出在孔相加部分27中得到束成形的波發(fā)送的時(shí)序，選擇器29選擇孔相加部分27的輸出，并當(dāng)束未在孔相加部分27中受到束成形時(shí)選擇存儲(chǔ)器28的輸出。通過(guò)以上述的方式實(shí)現(xiàn)接收數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)功能，獲得了在波發(fā)送的每一個(gè)時(shí)序中都得到束成形的接收束。可以通過(guò)改變波發(fā)送和接收的方向性，來(lái)掃描整個(gè)物體。這樣束成形的接收信號(hào)被信號(hào)處理器19所檢測(cè)并在顯示單元20上顯示。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，在被孔相加部分26和27束成形之前的接收信號(hào)由來(lái)自位于超聲探頭1的孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)和來(lái)自該孔的周邊部分的接收信號(hào)組成，且高增益被給予來(lái)自位于孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，且低增益被給予來(lái)自孔的周邊部分的接收信號(hào)。其結(jié)果，得到了這樣一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即即使當(dāng)物體在兩次波發(fā)送期間運(yùn)動(dòng)時(shí)，來(lái)自孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)也基本上未受到影響而且在幅度上大于來(lái)自孔周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)，從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的合成孔。另外，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即通過(guò)將多方向束成形功能與用于存儲(chǔ)束成形束的接收數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)功能結(jié)合起來(lái)，可以對(duì)每一個(gè)波發(fā)送獲得束成形孔輸出。
下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。
圖4是示意框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的第三實(shí)施例。
在圖4中，40代表一個(gè)掃描電路且41代表一個(gè)折疊電路。其他的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相同。圖5是示意框圖，顯示了掃描電路40和折疊電路41。如圖5所示，掃描電路40帶有MUX50、51、52和53，且折疊電路41帶有MUX54、55、56和57。
下面將結(jié)合其功能進(jìn)一步詳細(xì)描述該結(jié)構(gòu)。
在圖5中，掃描電路40的MUX50、51、52和53選擇探頭1的壓電傳感器T1、T2、T3和T4。發(fā)送電路2產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)脈沖，從而驅(qū)動(dòng)壓電傳感器T1至T4。在加到壓電傳感器T1至T4上的各個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖之間有一個(gè)相位差，且從超聲探頭1發(fā)送的超聲束的方向性得到了控制，從而對(duì)束進(jìn)行束成形。發(fā)送的超聲束被物體反射并被超聲探頭1所接收。被超聲探頭1的壓電傳感器T1、T2、T3和T4接收的信號(hào)通過(guò)MUX50、51、52和53并被輸入到折疊電路41的MUX54、55、56和57。在MUX54、55、56和57中，開(kāi)關(guān)得到適當(dāng)?shù)倪x擇，以便將來(lái)自位于相對(duì)于超聲探頭孔的中心對(duì)稱的位置的壓電傳感器的信號(hào)相加。在此情況下，壓電傳感器T1和T4，以及壓電傳感器T2和T3，被相加。折疊電路41的這種狀態(tài)被稱為折疊狀態(tài)，且相應(yīng)的掃描模式被稱為折疊掃描模式。
折疊電路41的輸出被放大器7和8放大并被A/D11和12轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并隨后帶著延遲被束成形器15相加。束成形器15的輸出繞過(guò)(bypass)存儲(chǔ)器16和孔相加部分18的加法器17并被信號(hào)處理器19所檢測(cè)。當(dāng)?shù)谝唤邮胀瓿蓵r(shí)，MUX50、51、52和53選擇壓電傳感器T5、T2、T3和T4。與上述相反，開(kāi)關(guān)得到適當(dāng)選擇，以使T5和T2，以及T3和T4，在折疊電路41中得到相加。以這種方式，波發(fā)送和接收得到了重復(fù)，且孔掃描超聲探頭1的上側(cè)，且實(shí)現(xiàn)了孔掃描運(yùn)動(dòng)功能，而且接收的回聲被顯示在顯示單元20上。
下面描述合成孔掃描模式。
在圖5中，MUX50、51、52和53選擇探頭1的壓電傳感器T1至T4。發(fā)送電路2產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)脈沖，從而驅(qū)動(dòng)壓電傳感器T1至T4。在加到壓電傳感器T1至T4的各個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖之間提供了一個(gè)相位差，且從超聲探頭1發(fā)送的超聲束的方向性得到了控制，從而對(duì)超聲束進(jìn)行束成形或束方向調(diào)整。發(fā)送的超聲束被物體反射并被超聲探頭1所接收。被超聲探頭1的壓電傳感器T1、T2、T3和T4接收的信號(hào)通過(guò)MUX50、51、52和53，并被輸入到折疊電路41的MUX54、55、56和57。在MUX54、55、56和57中，開(kāi)關(guān)得到控制，以使來(lái)自位于超聲探頭的孔的中心部分的壓電傳感器的信號(hào)通過(guò)。在此情況下，來(lái)自壓電傳感器T2和T3的信號(hào)通過(guò)MUX55和56，并被分別輸入到放大器7和8。通過(guò)關(guān)斷MUX54和57，使來(lái)自壓電傳感器T1至T4的信號(hào)不被輸入到放大器7和8。折疊電路41的輸出被放大器7和8放大，并在被A/D11和12轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之后，帶著延遲被束成形器15相加。束成形器15的輸出被存儲(chǔ)在孔相加部分18的存儲(chǔ)器16中。
當(dāng)?shù)谝唤邮胀瓿蓵r(shí)，掃描電路的MUX50、51、52和53以與第一發(fā)送時(shí)類似的方式選擇壓電傳感器T1、T2、T3和T4。發(fā)送電路2產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)脈沖，從而驅(qū)動(dòng)壓電傳感器T1至T4。該第二發(fā)送束與第一發(fā)送束相同。發(fā)送的超聲束被物體反射并被超聲探頭1所接收。被超聲探頭1的壓電傳感器T1、T2、T3和T4接收的信號(hào)通過(guò)MUX50、51、52和53并被輸入到折疊電路41的MUX54、55、56和57。在MUX54、55、56和57中，開(kāi)關(guān)得到控制以使來(lái)自位于超聲探頭的孔的周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)能夠通過(guò)。在此情況下，來(lái)自壓電傳感器T1和T4的信號(hào)通過(guò)MUX54和57并被分別送到放大器7和8。通過(guò)關(guān)斷MUX55和56，使來(lái)自壓電傳感器T2和T3的信號(hào)不被輸入到放大器7和8。
折疊電路41的輸出被放大器7和8放大，并在被A/D11和12轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之后，帶著束成形器15的延遲而得到相加。束成形器15的輸出被加法器17加到存儲(chǔ)在孔相加部分18的存儲(chǔ)器16中的第一接收數(shù)據(jù)上。以此方式，沿一個(gè)方向的接收束對(duì)于沿著同一方向的兩次波發(fā)送而得到了束成形。在前面的描述中，高增益被給予來(lái)自位于孔中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，且低增益被給予來(lái)自周邊部分的接收信號(hào)，從而進(jìn)行加權(quán)。
折疊電路41的這種狀態(tài)被稱為合成孔相加狀態(tài)，且相應(yīng)的掃描模式被稱為合成孔掃描模式。孔相加部分18的輸出被信號(hào)處理器19所檢測(cè)。當(dāng)?shù)诙邮胀瓿蓵r(shí)，掃描電路的MUX50、51、52和53選擇壓電傳感器T5、T2、T3和T4，并進(jìn)行第三和第四發(fā)送和接收，從而獲得孔相加部分18的輸出。以此方式，波發(fā)送和接收得到了重復(fù)，同時(shí)孔掃描超聲探頭1的上側(cè)，且接收回聲被顯示在顯示單元20上。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，被孔相加部分18束成形之前的接收信號(hào)由來(lái)自位于超聲探頭1的孔中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)和來(lái)自該孔的周邊部分的接收信號(hào)組成，且高增益被給予來(lái)自位于該孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，而低增益被給予來(lái)自該孔的周邊部分的接收信號(hào)。其結(jié)果，有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，即使當(dāng)物體在兩次波發(fā)送期間運(yùn)動(dòng)時(shí)，也基本上不會(huì)受到影響，而且這些接收信號(hào)的幅度大于來(lái)自周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)的幅度，從而能實(shí)現(xiàn)高精度的合成孔。另外，本實(shí)施例還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即能夠?qū)崿F(xiàn)合成孔掃描模式和折疊掃描狀態(tài)。
下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。
圖6是示意框圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的超聲診斷設(shè)備的第四實(shí)施例。
在圖6中，60代表一個(gè)超聲探頭，它由壓電傳感器T1至T8組成。61代表另一個(gè)超聲探頭，它由壓電傳感器T11至T14組成。62代表一個(gè)掃描電路，且63代表一個(gè)折疊電路。其他的結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施例中的類似。
圖7是示意框圖，顯示了掃描電路62和折疊電路63。如圖7所示，掃描電路62帶有MUX70、71、72和73，且折疊電路63帶有MUX74和76以及SW75和77。
下面將結(jié)合上述結(jié)構(gòu)的工作來(lái)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
在圖7中，掃描電路62的MUX70、71、72和73選擇探頭1的壓電傳感器T1、T2、T3和T4。發(fā)送電路2產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)脈沖，從而驅(qū)動(dòng)壓電傳感器T1至T4。在加到壓電傳感器T1至T4的驅(qū)動(dòng)脈沖之間提供了一個(gè)相位差，且從超聲探頭1發(fā)送的超聲束在其方向性得到控制的情況下得到束成形。發(fā)送的超聲束被物體反射并被超聲探頭1所接收。被超聲探頭1的壓電傳感器T1和T3接收的信號(hào)通過(guò)MUX70和72并被輸入到折疊電路63的MUX74和76。被壓電傳感器T2和T4接收的信號(hào)通過(guò)MUX71和73并被輸入到折疊電路63的SW75和77。在MUX74和76中，MUX74和76的通道得到選擇以使來(lái)自位于相對(duì)于超聲探頭孔的中心對(duì)稱的位置上的壓電傳感器的信號(hào)得到相加。在此情況下，壓電傳感器T1至T4和壓電傳感器T2和T3分別被相加。折疊電路63的這種狀態(tài)被稱為折疊狀態(tài)，且相應(yīng)的掃描模式被稱為折疊掃描狀態(tài)。折疊電路63的輸出被A/D11和12轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)隨后帶著延遲被束成形器15相加。束成形器15的輸出繞過(guò)存儲(chǔ)器16和孔相加部分18的加法器17，并被信號(hào)處理器19所檢測(cè)。當(dāng)?shù)谝唤邮胀瓿蓵r(shí)，掃描電路的MUX50、51、52和53選擇超聲探頭60的壓電傳感器T5、T2、T3和T4。與上述情況相反，在折疊電路63中，MUX74和76的通道得到選擇，從而使T5和T2，以及T3和T4分別得到相加。以此方式，波發(fā)送和接收得到重復(fù)，同時(shí)孔掃描超聲探頭1的上側(cè)，且接收的回聲被顯示在顯示單元20上。
下面將描述合成孔掃描模式。
在圖7中，掃描電路62的MUX70、71、72和73選擇超聲探頭60的壓電傳感器T11、T12、T13和T14。發(fā)送電路2產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)脈沖，從而驅(qū)動(dòng)壓電傳感器T11至T14。在加到壓電傳感器T11至T14的各個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖之間有相位差，且從超聲探頭61發(fā)送的超聲束在其方向性得到控制的情況下得到了束成形或反射。發(fā)送的超聲束被物體反射并被超聲探頭61接收。被壓電傳感器T11、T12、T13和T14接收的信號(hào)通過(guò)MUX70、71、72和73，并被輸入到折疊電路63的MUX74和76和SW75和77。在MUX74和76和SW75和77中，來(lái)自超聲探頭61的孔的中心部分的壓電傳感器的信號(hào)通過(guò)。在此情況下，來(lái)自壓電傳感器T12和T13的信號(hào)通過(guò)SW75和77，并分別被輸入到A/D11和12。通過(guò)關(guān)斷MUX74和76，使來(lái)自壓電傳感器T11和T14的信號(hào)沒(méi)有被輸入到A/D11和12。折疊電路63的輸出被A/D11和12轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并帶著延遲被束成形器15相加。束成形器15的輸出被存儲(chǔ)在孔相加部分18的存儲(chǔ)器16中。
當(dāng)?shù)谝唤邮胀瓿蓵r(shí)，掃描電路62的MUX70、71、72和73以與第一發(fā)送時(shí)類似的方式選擇壓電傳感器T11、T12、T13和T14。發(fā)送電路2產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)脈沖，從而驅(qū)動(dòng)壓電傳感器T11至T14。第二發(fā)送束與第一發(fā)射束相同。發(fā)送的超聲束被物體反射并被超聲探頭61接收。被超聲探頭61的壓電傳感器T11、T12、T13和T14接收的信號(hào)通過(guò)MUX70、71、72和73，并被輸入到折疊電路63的MUX74和76和SW75和77。在MUX70、71、72和73中，MUX74和76和SW75和77的信道受到控制，以使來(lái)自超聲探頭孔的周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)通過(guò)。在此情況下，來(lái)自壓電傳感器T11和T14的信號(hào)通過(guò)MUX71和73并分別被輸入到放大器。通過(guò)關(guān)掉SW75和77，使來(lái)自壓電傳感器T12和T13的信號(hào)不被輸入到A/D11和12。
折疊電路63的輸出通過(guò)放大器和A/D11和12而被轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并隨后帶著束形成器15的延遲而得到相加。束成形器15的輸出在加法器17中被加到存儲(chǔ)在孔相加部分18的存儲(chǔ)器16中的第一接收數(shù)據(jù)上。以上述方式，沿著一個(gè)方向的接收束對(duì)于沿一個(gè)方向的兩次波發(fā)送得到了束成形。在描述的過(guò)程中，高增益被給予來(lái)自位于孔中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，而低增益被給予來(lái)自周邊部分的接收信號(hào)，從而進(jìn)行加權(quán)。
折疊電路63的這種狀態(tài)被稱為合成孔相加狀態(tài)，且相應(yīng)的掃描模式被稱為合成孔掃描模式。當(dāng)?shù)诙邮胀瓿蓵r(shí)，借助來(lái)自壓電傳感器T12和T13的接收信號(hào)被存儲(chǔ)在加法部分18中的存儲(chǔ)器16，束成形器15的輸出得到束成形。以上述方式，沿著一個(gè)方向的接收束對(duì)于沿著同一方向的第二波發(fā)射得到束成形。通過(guò)改變波發(fā)送和接收的方向性，可以對(duì)整個(gè)物體進(jìn)行掃描。如此獲得的束成形接收信號(hào)被信號(hào)處理器19檢測(cè)并被顯示在顯示單元20上。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，被孔相加部分18束成形之前的接收信號(hào)由來(lái)自超聲探頭60的孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)和來(lái)自該孔的周邊部分的接收信號(hào)組成，且高增益被給予來(lái)自孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，而低增益被給予來(lái)自孔的周邊部分的接收信號(hào)。其結(jié)果，有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即即使當(dāng)物體在兩次波發(fā)送期間運(yùn)動(dòng)時(shí)，來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)基本上不受影響，且該接收信號(hào)的幅度大于來(lái)自孔的周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)的幅度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的合成孔。另外，上述實(shí)施例還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即能夠?qū)崿F(xiàn)合成孔掃描模式和折疊掃描模式。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在束成形之前的接收信號(hào)由來(lái)自位于超聲探頭孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)和來(lái)自周邊部分上的壓電傳感器的接收信號(hào)組成，且高增益被給予來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，而低增益被給予來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，從而進(jìn)行加權(quán)。其結(jié)果，是有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即即使當(dāng)物體在兩次波發(fā)送期間運(yùn)動(dòng)時(shí)，來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)基本上也不受影響，因?yàn)檫@些接收信號(hào)可以通過(guò)一次接收而獲得，而且，這些接收信號(hào)的幅度大于來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)的幅度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的合成孔。
根據(jù)本發(fā)明，在束成形之前的接收信號(hào)由來(lái)自位于超聲探頭孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)和來(lái)自周邊部分上的壓電傳感器的接收信號(hào)組成，且高增益被給予來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，而低增益被給予來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的接收信號(hào)。另外，加權(quán)是動(dòng)態(tài)進(jìn)行的，以使得當(dāng)物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離變長(zhǎng)時(shí)周邊部分的增益一般變得較低。其結(jié)果，是有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，即使當(dāng)物體在兩次發(fā)送期間進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)時(shí)，也基本上不受影響，因?yàn)檫@些信號(hào)是通過(guò)一次發(fā)送獲得的;而且，這些信號(hào)的幅度大于來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)的幅度，從而能實(shí)現(xiàn)高精度的合成孔。
根據(jù)本發(fā)明，在束成形之前的接收信號(hào)由來(lái)自位于超聲探頭孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)和來(lái)自周邊部分上的壓電傳感器的接收信號(hào)組成，且高增益被給予來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，而低增益被給予來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的接收信號(hào)。其結(jié)果，是有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，即使當(dāng)物體在兩次波發(fā)送期間進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)時(shí)，也基本上不受影響;而且這些信號(hào)的幅度大于來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)的幅度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的合成孔。另外，還具有這樣一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即可以通過(guò)利用多方向束成形功能，來(lái)同時(shí)獲得多個(gè)合成孔輸出，從而不會(huì)造成幀速率的降低。
根據(jù)本發(fā)明，在束成形之前的接收信號(hào)由來(lái)自位于超聲探頭孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)和來(lái)自周邊部分上的壓電傳感器的接收信號(hào)組成，且高增益被給予來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，而低增益被給予來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的接收信號(hào)。其結(jié)果，是有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，即使當(dāng)物體在兩次波發(fā)送期間進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)時(shí)，也基本上不會(huì)受到影響，而且這些信號(hào)的幅度大于來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)的幅度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的合成孔。另外，還具有這樣一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即可以通過(guò)把多方向束成形功能與用于存儲(chǔ)束成形束的接收數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)功能相結(jié)合，來(lái)對(duì)每一次波發(fā)送獲得合成孔輸出。
根據(jù)本發(fā)明，在束成形之前的接收信號(hào)由來(lái)自位于超聲探頭孔的中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)和來(lái)自周邊部分上的壓電傳感器的接收信號(hào)組成，且高增益被給予來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，而低增益被給予來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的接收信號(hào)。其結(jié)果，是有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即來(lái)自位于中心部分的壓電傳感器的接收信號(hào)，即使當(dāng)物體在兩次波發(fā)送期間進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)時(shí)，也基本上不受影響，而且該信號(hào)的幅度大于來(lái)自位于周邊部分的壓電傳感器的信號(hào)的幅度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的合成孔。另外，還具有這樣一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即可以實(shí)現(xiàn)合成孔掃描模式和折疊掃描模式。
權(quán)利要求
1.一種超聲診斷設(shè)備，包括發(fā)送裝置，用于多次地發(fā)送驅(qū)動(dòng)脈沖；由多個(gè)壓電傳感器組成的陣列壓電傳感器，分別用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)脈沖從一個(gè)孔發(fā)射超聲束、在所述孔接收由一個(gè)物體反射的所述超聲束和發(fā)送接收的信號(hào)；用于把不同的權(quán)加到位于所述孔的中心部分和周邊部分的接收信號(hào)上的裝置；用于對(duì)中心部分和周邊部分的加權(quán)接收信號(hào)進(jìn)行束成形的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲診斷設(shè)備，其中加權(quán)是在每次接收時(shí)以動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲診斷設(shè)備，其中接收是同時(shí)且沿著多個(gè)方向進(jìn)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的超聲診斷設(shè)備，其中接收是同時(shí)且沿著多個(gè)方向進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的超聲診斷設(shè)備，其中提供了在接收信號(hào)合成中的接收數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的超聲診斷設(shè)備，其中提供了在接收信號(hào)的束成形中的接收數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、或6的超聲診斷設(shè)備，其中提供了用于有選擇地驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)壓電傳感器的孔運(yùn)動(dòng)運(yùn)行功能。
8.一種超聲診斷設(shè)備，包括發(fā)送裝置，用于多次地發(fā)送驅(qū)動(dòng)脈沖;由多個(gè)壓電傳感器組成的陣列壓電傳感器，分別用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)脈沖從一個(gè)孔發(fā)射超聲束、在所述孔接收由一個(gè)物體反射的所述超聲束和發(fā)送接收信號(hào);用于進(jìn)行加權(quán)以使位于所述孔的中心部分的接收信號(hào)的幅度大于位于其周邊部分的接收信號(hào)的幅度的裝置;用于對(duì)中心部分和周邊部分的加權(quán)接收信號(hào)進(jìn)行束成形的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的超聲診斷設(shè)備，其中加權(quán)是在每次接收時(shí)以動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的超聲診斷設(shè)備，其中接收是同時(shí)和沿著多個(gè)方向進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的超聲診斷設(shè)備，其中提供了在接收信號(hào)的合成中的接收數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)功能。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9的超聲診斷設(shè)備，其中提供了用于有選擇地驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)壓電傳感器的孔運(yùn)動(dòng)運(yùn)行功能。
全文摘要
在一種用于完成合成孔的超聲診斷設(shè)備中，排列的壓電傳感器得到發(fā)送電路的驅(qū)動(dòng)，從而將超聲波發(fā)送到一個(gè)物體中，且在被壓電傳感器接收的回聲中，壓電傳感器的信號(hào)首先通過(guò)放大器的適當(dāng)放大而得到選擇，并隨后通過(guò)加上束成型器的延遲而被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。類似地，該超聲波再次得到發(fā)送，壓電傳感器的信號(hào)通過(guò)在放大器和束成型器中的類似信號(hào)處理而得到選擇，并被一個(gè)加法器加到存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器且?guī)в袎弘妭鞲衅鞯难舆t的信號(hào)上。
文檔編號(hào)G10K11/34GK1103774SQ9411567
公開(kāi)日1995年6月21日 申請(qǐng)日期1994年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月3日
發(fā)明者西垣森雄, 福喜多博, 萩原尚 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社