[其他]超聲波探測設(shè)備及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87102652
• 申請日: 1987-02-21
• 公開（公告）號: CN87102652A
• 公開（公告）日: 1987-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉爾魯克·羅納德·簡;特·馬塞爾·羅納德
• 申請（專利權(quán)）人: 老代爾夫特光學(xué)工業(yè)有限公司
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 杜日新

本發(fā)明涉及一種超聲波探測設(shè)備，該設(shè)備包括一個超聲波換能器，產(chǎn)生供給換能器激勵信號的裝置和探測換能器接收反射后信號的裝置。

最近以來，這種超聲波探測設(shè)備廣泛應(yīng)用于各種體格檢查和專門的檢查。當(dāng)用于醫(yī)療目的時，超聲波的優(yōu)點(diǎn)是對于患者健康無有害作用，不僅可以長期使用，而且超聲波檢查是一種無損傷的檢查。

但是，特別是在醫(yī)療方面使用時還存在缺點(diǎn)，這就是由超聲波探測所獲得的圖象僅僅能夠表示出人體器官的輪廓，因此要想正確地解釋這種圖象必須要有許多經(jīng)驗(yàn)。

僅僅能得到一個表示出輪廓的圖象的原因，是由于至今要想得到如下所述的探測似乎是不可能的，即當(dāng)超聲波換能器發(fā)送出去的信號被反射回來以后，應(yīng)當(dāng)確定反射信號的相位和或確定反射信號相對于初始信號的極性關(guān)系。此種相位和或極性關(guān)系的信息在通常的電探測方法中是完全被丟失了。沒有這種相位和或極性關(guān)系將不可能確定反射的超聲信號，是否是由于從聲學(xué)密介質(zhì)向聲學(xué)疏介質(zhì)過渡的結(jié)果，或是正好相反。如果能確切地從反射信號中獲得這種信號，將能在輪廓線之間的超聲圖象配以灰色甚至彩色，這將使圖象的清晰度顯著地提高和便于說明。

本發(fā)明的目的就在于提供一種超聲波探測設(shè)備，該設(shè)備能夠確定被反射的超聲波信號的相位和/或極性。因此不僅可以探測出反射訊號是否由于從聲學(xué)密介質(zhì)向疏介質(zhì)過渡所引起或者是相反，還可以將接收到的信號積分以得到有關(guān)聲學(xué)阻抗的信息。

為此，本發(fā)明提供一種上述形式的設(shè)備，其中的探測裝置是如下安置的，將接收的信號進(jìn)行時間選擇地放大，其增益函數(shù)是從接收信號導(dǎo)出的，因此在任何情況下都可以從反射后接收的信號獲得有關(guān)極性的信息。

如果在發(fā)射和接收的時候換能器的響應(yīng)特性為已知，則可以從接收到的反射信號中獲得想要得知的極性信息。誠然，要從接收信號中獲得想要得知的極性信息，也可以根據(jù)已知的響應(yīng)特性將此信號進(jìn)行重疊合法計(jì)算，但是要對每一個接收信號進(jìn)行這種計(jì)算將是十分費(fèi)時間的。事實(shí)上要得到一幅超聲波圖象需要許多個發(fā)射脈沖，每一個發(fā)射脈沖都會使接收信號有多個脈沖，其數(shù)目取決于發(fā)射信號在穿過被檢測物體時被反射的次數(shù)。由于要進(jìn)行大量的這種重疊合法計(jì)算是十分費(fèi)時的，因而實(shí)際上不能實(shí)時地將超聲波圖象顯示出來，但是實(shí)時顯示對于大多數(shù)的用途是非常需要的。

按照本發(fā)明，最好將激勵信號按照換能器的響應(yīng)特性成形，以便使接收到的反射信號具有預(yù)期的波形，在任何時間都可以簡單地確定信號的極性。若是接收信號在以后還要進(jìn)行重疊合法計(jì)算，則本發(fā)明還可提供盡可能快的處理速度，此外，按照本發(fā)明的設(shè)備還必然具有以下附加優(yōu)點(diǎn)，即接收信號的頻譜能量分布比進(jìn)行這種計(jì)算時更寬，因此對于某些頻帶可以獲得特別大的信噪比。此種現(xiàn)象曾在J.H.Kim等人的論文“高分辨率脈沖回波圖象的先行反向?yàn)V波”（聲學(xué)圖象，卷14，447-458頁）中有所描述。

雖然本發(fā)明是用一個超聲換能器接收一個反射信號來描述的，但是對于本技術(shù)領(lǐng)域的人員來說這是很明顯的，即當(dāng)使用多個信號激勵的所謂超聲換能器陣列時，其中各信號之間可能有或者沒有相位移動，在反射以后這個陣列所接收到的信號可以當(dāng)作是一個單獨(dú)的信號，仍然可以用本發(fā)明的方式進(jìn)行處理以導(dǎo)出關(guān)于極性的信息。

以下將利用附圖對本發(fā)明加以詳細(xì)的說明，其中：

附圖1示意地表示一個通常超聲波系統(tǒng)中的發(fā)射信號和發(fā)射后接收信號的波形;

附圖2a、b、c表示超聲換能器所接收到的幾種可能的、所希望得到的反射信號波形;

附圖3a-d順次表示換能器的響應(yīng)時間范疇中的圖象，反射后所希望接收到信號的波形，由這一接收信號計(jì)算所得到的激勵信號波形，反射后接收到信號的真實(shí)波形;

附圖4a示意地表示按照本發(fā)明的設(shè)備中的可能的信號波形;

附圖4b表示一種線路的方框圖，用以形成附圖4a形狀的信號;

附圖5a示意地表示按照本發(fā)明的設(shè)備中的另外一種可能的信號波形;

附圖5b表示一種線路方框圖，用以形成附圖5a形狀的信號;

附圖6a-e表示在按照本發(fā)明的設(shè)備中更進(jìn)一步的、可能的信號波形;

附圖7a-h表示在按照本發(fā)明的設(shè)備中還有另外一些的信號波形;

附圖8示意地表示從一個接收的超聲波信號能導(dǎo)出相位信息的方法。