超声内窥镜合成孔径成像系统及较大孔径的合成方法

发布时间：2015年09月02日 分类：科技成果

摘要

超声内窥镜合成孔径成像系统及较大孔径的合成方法。本发明超声内窥镜合成孔径成像系统包括，微型超声探头、超声探头驱动电路、模拟接收电路、数字处理电路、USB接口电路和计算机图像显示系统。获得较大孔径的合成方法采用编码激励技术、波束合成算法、正交解调技术和Cordic数字扫描变换算法实现，具体包括：设计并生成编码信号，波束合成(包括纵向匹配滤波、距离徙动校正和横向的匹配滤波)，正交解调和数字扫描变换四个部分。本发明区别于多阵元的线阵、凸阵扫描技术，采用单换能器阵元的微型超声探头，经内窥镜活检钳道送入人体，在体内进行旋转扫描的同时，利用探头的旋转特性，等效“合成”出较大的孔径，大幅提高了系统的信噪比与横向分辨率。

主权项

一种基于单换能器阵元的超声内窥镜合成孔径成像系统，其特征在于该系统包括：微型超声探头：采用收发一体的单换能器阵元作为超声波发射源，同时用来接收超声反射回波，并由微型超声电机前置驱动换能器在人体内进行旋转扫描；超声探头驱动电路：通过探头引线与微型超声探头连接，采用编码激励技术对微型超声探头中的单换能器阵元进行驱动，提高发射功率，增强回波能量；模拟接收电路：依次由隔离电路、放大电路和滤波电路三部分组成，通过探头引线与微型超声探头连接；其中，隔离电路采用开关二极管并联限幅的方法，利用其开关特性和在非线性工作区的工作特性，对发射脉冲的幅度进行限制，起到对放大电路输入端的保护作用；放大电路共完成两方面任务，一是将接收到的微弱超声信号放大，便于后续电路处理，二是对超声信号进行增益补偿；滤波电路，采用传统的RC电路完成模拟带通滤波器的设计，实现高频噪声的去除及抗混叠滤波；数字处理电路：由高速A/D转换电路、FPGA数字处理电路和SRAM存储电路组成，通过数据线与模拟接收电路连接，完成超声信号数字处理和扫描变换功能；USB接口电路：通过数据线分别与数字处理电路和计算机图像显示系统连接，用于传输图像数据；计算机图像显示系统：用来实现超声图像的实时显示。