一种4D数据超声成像系统(100)，其包括换能器元件(3)的矩阵(10)、多个接收通道(22)、波束形成器装置(109)，所述矩阵适于发送并接收超声信号，所述换能器元件(3)被分为子矩阵(21)并且适于以延迟的方式接收同一声信号，一个所述接收通道(22)与一个所述换能器元件(3)关联，所述波束形成器装置(109)包括在重新定相矩阵(112)中设置的多个存储单元(111)，每个重新定相矩阵(112)都与对应子矩阵(21)关联，所述子矩阵的每行(Ri)都与一个所述换能器元件(3)关联，所述存储单元(111)包括选择性地与行(Ri)关联的存储输入级(In)和选择性地与缓冲器(16)关联的读取输出级(Out)；属于同一列(Coi)的每个存储单元(111)都具有所述存储输入级(In)，所述输入级在顺序时间中相对于用于存储所述相同延迟的声信号的所述同一列(Coi)的另一个存储单元(111)被动态激活，属于同一列(Coi)的所述存储单元(111)具有被同时激活的所述输出级(Out)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及4D数据超声成像系统。本专利技术更具体地涉及这样的系统，该系统包括适于发送并接收超声信号的换能器元件的矩阵，该换能器元件被分为适于以延迟的方式接收相同声信号的子矩阵，具有与一个所述换能器元件关联的接收通道的多个接收通道。系统也包括波束形成器装置，该波束形成器装置包括在重新定相矩阵中设置的多个单元，每个重新定相矩阵都与换能器元件的对应子矩阵关联，其中每一行都通过接收通道与一个所述换能器元件关联，所述单元包括选择性地与一行关联的存储输入级和选择性地与缓冲器关联的读取输出级。本专利技术也涉及用于控制4D数据超声成像系统的方法。
技术介绍
如众所周知的，诸如广泛用于外科手术和放射学领域的回波描记术和超声扫描术的成像医学诊断测试的系统使用超音波或者超声波，并且基于超声发送以及回波发射的原理。诊断仪器或者超声成像系统基本上包括三个零件,如图1中示意地示出:-探针2，其被保持与对象的皮肤直接接触，并且其包括适于发送和接收超声信号的至少一个换能器元件3 ；-电子系统4，其驱动换能器元件3以生成将被发送的脉冲超声信号，并且其在探针处接收这个脉冲的返回回波信号，因此处理所接收的回波信号；和-对应的回波描记图像的显示系统5，该图像由计算机处理，并且从探针接收到回波信号开始被显示在监控器上。通常使用的超声波在I和20MHz之间，并且能够由探针中插入的压电陶瓷晶体生成。在简化设计的图1中，探针2包括换能器元件3的线性阵列6或者阵列1D。特别是，电子系统4包括发送通道，该通道将电压信号施加至探针2的每个换能器元件3，并且该通道包括彼此级联放置的波束形成器装置、脉冲发生器和高压发送电路。换能器元件3接收电压电信号，并且生成相应的超声压力信号或者声信号。电子系统4也包括通过TR开关与所述换能器元件3关联的接收通道Cn，该TR开关允许特别保护接收零件，尽管发送信号是高压信号，所接收的回波信号也是低压信号。为每个换能器元件3都重复接收通道Cn，并且接收通道Cn包括级联的低压放大器LNA、借助于控制器得到适当控制的可变增益块TGC、可编程增益放大器PGA、模数转换器、加法器和将探针所接收的数字化回波信号重新定相的接收波束形成器装置。在线性阵列探针6中，保持电子电路在探针本身的外面，并且全部换能器元件3通过相应的同轴电缆8连接至显示系统5的计算机，如图2中所示。换能器元件3和对应的同轴电缆8的数目是100和200之间包括的数目N，通常大约等于130。同轴电缆8大约两米长。来自单个点A的回波信号由换能器元件3以关于彼此延迟的方式接收，延迟关于回波信号必须覆盖的距离而不同。为了正确重建图像，在换能器元件3发出的声信号之间必须有延迟补偿。如图3中示意地示出，所接收的回波信号的峰示出在与关于具有较短路径的换能器元件成对向的角度α有关的时间水平上的相移。在波束形成器装置7的数字电路中使声信号适当地数字化并且重新定相，以便正确地重建图像。为了改进性能并且获得3D回波描记图像，众所周知使用矩阵探针2，例如图4中所示的，该探针包括换能器元件3的矩阵10，换能器元件3的数目N'在1000和8000之间。这个矩阵探针2允许补偿在矩阵的两个轴上接收的回波信号并且允许3D图像的显示。如图5Α和5Β中示意地示出的，能够以多层半导体结构实现矩阵探针2，其中相关层通过导电通孔连接，实现为与彼此电连接的几千个换能器元件3的结构表面一致，并且与电子线路的对置表面一致。这个矩阵探针2改进了性能，允许补偿在矩阵的两个轴上的回波信号，以便获得3D图像。矩阵10的换能器元件3被适·当地分组为子矩阵21，子矩阵为例如尺寸等于(2x2)、(3x3)或者^χ6)的矩形或正方形，以便预处理所接收的回波信号并且将送到显示系统5的同轴电缆8的数目减少至仅有一百。返回至图4，矩阵探针2包括一部分电路，该部分电路接着为每个换能器元件3都包括相应的接收通道Cn。每个接收通道Cn都包括彼此级联放置并且连接至波束形成器装置12的TR开关SW和低噪声放大器LNA。如图6中所示，波束形成器装置12包括在重新定相矩阵15中设置的多个存储单元14，每个重新定相矩阵15都与换能器元件3的对应子矩阵11关联。重新定相矩阵15的每行Ri都通过接收通道Cn与所述换能器元件3中的一个关联。如图7中示意地示出，波束形成器装置12的每个单元14都包括电容器C，该电容器被置于连接至地gnd的接地端和输入端In之间，并且连接至具有可变增益的低噪声放大器的输出，并且通过由写入信号wr驱动的写入开关SI接收声信号。由读取信号rd驱动的读取开关S2允许基于电容器C中存储的电荷值生成输出信号Out。按照图6的实施例，选择器18生成用于分别驱动每个单元14的写入开关SI和读取开关S2的写入信号sw和读取信号wr。每个存储单元14的读取开关S2都通过相应列的终端Tri连接至单个缓冲器16。在常规系统中，存在存储单元14的重新定相矩阵15的列的写入步骤。特别是，基于在重新定相的行中接收的回波信号的延迟，将其存储在连续列的单元中。然后，常规系统提供读取步骤，该步骤通过激活属于重新定相矩阵15的连续列Coi的适当的存储单元14，允许以预先确定的方式生成对应于所接收的同一回波信号的输出信号Vout。图8-11中所示的实施例表示四个通道C1-C4和用A、B、C和D指示的四个聚焦点，而数目指示连续的时间序列。在时间1，如图8所示，第一和第二换能器元件3从点A接收回波信号，并且在相应的通道Cl和C2中生成声信号，该声信号首先被放大，然后被存储在重新定相矩阵15的第一列Col的单元14中。在时间1，这个第一列Col通过写入信号wr被选择器18完全激活。如图9所示，在时间2具有特定延迟，第三和第四换能器元件3从A接收回波信号，并且在相应的通道C3和C4中生成声信号，该声信号由用2A指示的选择器18完全激活的第二列Coi的单元14存储。同时，第一和第二换能器3从点B接收回波信号，并且生成声信号，该声信号被存储在用2B指示的第二列Coi的激活的单元14中。如图10所示，在时间3，第三和第四换能器元件3从点B接收回波信号并且生成相应的声信号，该声信号被存储在用由选择器18完全激活的第三列Co的单元14中并且该单元用2B指示。同时，第一和第二换能器3从点C接收回波信号，并且生成声信号，该声信号被存储在用第三列Coi的单元14中并且该单元用3C指示。类似地，如图11中所示，在时间4，第三和第四换能器元件3生成对应于点C的回波信号的声信号，该声信号被存储在用由选择器18激活的第四列Coi的相应的单元14中并且该单元用4C指示。同时，第一和第二换能器3从点D接收回波信号，并且生成对应的声信号，该声信号被存储在被激活的第四列Coi的用4D指示的单元14中。以此类推。然后分别在第一列Col和第二列Co2中读取用IA和2A指示的单元14，用于上升至(rise to)由点A生成的信号，并且分别在第二列Coi和在第三列Coi中读取用2B和3B指示的单元14，用于上升至由点B生成的信号，以此类推。尽管这个系统 在几个方面上有利，但是这个系统具有相当麻烦和复杂的读取步骤的缺点，所述读取步骤要求激活属于重新定相矩阵的两个或更多的列的单元，用于上升至来自相同聚焦点的回本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·龙奇，M·特伦兹，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：
国别省市：
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