高帧幅率MIMO超声成像仪系统的制作方法

本技术涉及超声诊断，尤其涉及一种高帧幅率mimo超声成像仪系统。

背景技术：

1、超声诊断仪器主要是指医学影像系统中的超声诊断装置，由于其价格比ct，mri和x射线低廉，易于移动，使用方便，又具有无创伤和无辐射，无不良反应，可反复检查，实时获得人体内组织图像等特点，所以临床应用范围愈来愈广泛。

2、b型超声是医学超声仪器的主要检查方法，近年来新的方法如内镜超声，m型超声，超声造影，超声ct，三维成像，四维超声，弹性成像，彩色b超(多普勒超声)等等，但都是在b型超声基础上发展起来的。

3、现有市场上的医疗b超仪，其工作过程是当相控阵探头获得电激励脉冲后，发射超声波，(同时探头受聚焦延迟电路控制，实现声波的声学聚焦)，然后经过一段时间延迟后再由探头接收反射的回声信号，根据回声信号的延迟时间，回声信号幅度的强弱就可以判断脏器的距离及性质。可以说几十年来，超声在基础性技术的发展上几乎停滞不前。

4、该医疗b超仪的探头内每一个元件的激励信号都是同样的脉冲信号，只是延迟不同，并且，每一次激发和接收，只能聚焦“一点或一线”。探头内每一个元件的激励信号都是同样的脉冲信号，只是延迟不同，并且每一次激发和接收，只能聚焦“一点或一线”。然后再由许多许多的“一点或一线”，来构造出3d立体场景。这样的做法对于象心脏这种跳动的器官，很难做到快速准确的反应。而在聚焦“一点或一线”附近的其它东西也会对这“一点或一线”产生影响，形成各类噪声(多次重复反射以及旁辨干扰出现假反射现象)，进一步降低3d立体场景的精度和真实性。

5、由于医疗b超仪的探头本身就是电-声波转换装置，是不可能把电脉冲变换输出为声脉冲的。实际上电脉冲激励探头产生的是一小段非常复杂超声波，其幅度，时间长度等都是不准确得知的。每个探头产生都不可能一样的。

6、在实际输入信号都不准确知道的情况下，是不可能由检测到的输出信号来精确确定系统的特性和参数的。

7、发射相同的高电压脉冲信号的做法就决定了现有b超的先天不足。即使后面的ic和电路设计，信号处理算法，甚至ai技术的改善和进步，也不可能很好解决这一基础缺陷带来的一系列问题。使得b超在清晰度、分辨率等方面，明显弱于ct与mri。对小尺寸的病变和肿瘤(1厘米左右的肿瘤组织)不易检出。而多次重复反射以及旁辨干扰出现假反射现象，因此有时易造成误诊，检查结果也易受医师临床技能水平的影响。

8、本申请人在另一申请的专利中，(专利名称：一种基于低电压复杂信号的超声检测仪器设计，专利号：202120026006.1)。该专利中提出的新型超声探测信号设计。本实用新型就是把这一理念扩展应用到多探头的情况，可以实现实时高速超声高帧幅率3d探测，并有效的解决b超的存在的一系列问题。

9、本实用新型不只是一道信号，而是一系列正交特性良好的信号。本实用新型用不同的连续宽频复杂信号(不是脉冲信号)同时激励多个探头的发射方(端)，每个探头的激励信号是独立的，完全不同而正交的(无线通信的4g，5g的信号设计采用了类似的原理)。但超声发射信号的设计还必须要考虑到反射回来的信号与发射信号的自相关性，使得容易而准确提取出相应的被检测对象的主要特征。

10、本实用新型接收方(端)处理每一道发射的激励探测信号的可能反射信号。这是一种mimo(multi-input，multi-output，多入多出)成像理念，本实用新型可一次性并行地对全场景进行探测成像，是一种效率最高，帧幅率最高的成像方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型在于提供一种成本低，提高帧幅率和效率，可一次性并行地对全场景进行探测成像的一种高帧幅率mimo超声成像仪系统。

2、为了实现本实用新型目的，可以采取以下技术方案：

3、一种高帧幅率mimo超声成像仪系统，包括高速多核浮点信号处理器，至少一个发射单元，至少一个多通道数模转换器，发射和接收控制单元，至少一个多通道模数转换器，至少一个接收单元；所述发射和接收控制单元包括至少一个探头；

4、所述高速多核浮点信号处理器，用于数字信号处理；所述发射单元，用于发射信号；所述多通道数模转换器，用于数字信号转化为模拟信号；所述发射和接收控制单元，用于接收和发射信号；所述多通道模数转换器，用于模拟信号转化为数字信号，所述探头，用于探测信号；

5、所述高速多核浮点信号处理器通过发射单元控制多通道数模转化器，该数模转化器将模拟信号传输至该发射和接收控制单元，所述发射和接收控制单元控制探头探测信号；该发射和接收控制单元还接收探头探测信号，将探测信号通过多通道模数转换器传输至接收单元；所述接收单元将探测信号传输至高速多核浮点信号处理器。

6、所述发射单元为现场可编程门阵列芯片或cpu处理器。

7、所述接收单元为现场可编程门阵列芯片或cpu处理器。

8、所述高速多核浮点信号处理器为型号是tms320c6657芯片。

9、所述多通道数模转换器包括功率放大电路；所述通道数模转换器通过功率放大器将模拟信号传输至发射和接收控制单元的探头。

10、所述多通道模数转换器包括自动增益电路，所述探头将探测信号通过自动增益电路传输至多通道模数转换器。

11、所述发射单元包括2个或3个或4个发射单元。

12、所述接收单元包括2个或3个或4个接收单元。

13、本实用新型的有益效果是：1)本实用新型通过一次测量，快速获取真实的超声3d成像诊断；2)本实用新型通过高速浮点处理器处理分析，实时反映被检测对象超声3d变化情况，诊断更加准确，快速；3)可以完全消除因″一点或一线聚焦″而出现的旁瓣伪像，光栅栅瓣，多重反射，镜面效应等不可避免的各种伪像和干扰，极大提高图像的质量，避免误检，误判，大大提高了诊断精度，同时也大大提高了工作效率；4)本实用新型简化了电路结构，降低了成本；本实用新型应用领域广泛，适合普遍推广。

技术特征：

1.一种高帧幅率mimo超声成像仪系统，其特征在于：包括高速多核浮点信号处理器，至少一个发射单元，至少一个多通道数模转换器，发射和接收控制单元，至少一个多通道模数转换器，至少一个接收单元；所述发射和接收控制单元包括至少一个探头；

2.根据权利要求1所述高帧幅率mimo超声成像仪系统，其特征在于：所述发射单元为现场可编程门阵列芯片或cpu处理器。

3.根据权利要求1所述高帧幅率mimo超声成像仪系统，其特征在于：所述接收单元为现场可编程门阵列芯片或cpu处理器。

4.根据权利要求1或2或3所述高帧幅率mimo超声成像仪系统，其特征在于：所述探头包括发射端和接收端。

5.根据权利要求4所述高帧幅率mimo超声成像仪系统，其特征在于：所述高速多核浮点信号处理器为型号是tms320c6657芯片。

6.根据权利要求5所述高帧幅率mimo超声成像仪系统，其特征在于：所述多通道数模转换器包括功率放大电路；所述通道数模转换器通过功率放大器将模拟信号传输至发射和接收控制单元的探头。

7.根据权利要求6所述高帧幅率mimo超声成像仪系统，其特征在于：所述多通道模数转换器包括自动增益电路，所述探头将探测信号通过自动增益电路传输至多通道模数转换器。

8.根据权利要求1所述高帧幅率mimo超声成像仪系统，其特征在于：所述发射单元包括2个或3个或4个发射单元。

9.根据权利要求1所述高帧幅率mimo超声成像仪系统，其特征在于：所述接收单元包括2个或3个或4个接收单元。

技术总结
本技术公开一种高帧幅率MIMO超声成像仪系统，包括高速多核浮点信号处理器，发射单元，多通道数模转换器，发射和接收控制单元，多通道模数转换器，接收单元；所述发射和接收控制单元包括至少一个探头；该高速多核浮点信号处理器通过发射单元控制多通道数模转化器，数模转化器将模拟信号传输至该发射和接收控制单元，所述发射和接收控制单元控制探头探测信号；该发射和接收控制单元还接收探头探测信号，将探测信号通过多通道模数转换器传输至接收单元；所述接收单元将探测信号传输至高速多核浮点信号处理器；本技术在于提供一种成本低，提高帧幅率和效率，可一次性并行地对全场景进行探测成像的一种高帧幅率MIMO超声成像仪系统。

技术研发人员：戴仁寿,林楠林
受保护的技术使用者：深圳市麒博精工科技有限公司
技术研发日：20221103
技术公布日：2024/1/15