一种基于超声时间反演的医学影像系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及医学影像技术领域，特别涉及一种基于超声时间反演的医学影像系统。
【背景技术】
[0002]医学影像是指为了医疗或医学研宄，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程，泛指通过X光成像(X-ray)、X线计算机断层扫面成像(CT)、磁共振成像(MRI)、超声成像(US)、光学相干层析扫描技术(OCT)等现代成像技术检查人体无法用非手术手段检查的部位的过程。医学影像是一种逆问题的推论演算诊断方式，即成因(活体组织的特性)是经由结果(观测影像信号)反推而来，在临床应用上非常广泛，对疾病的诊断提供了很大的科学和直观的依据，可以更好的配合临床的症状、化验等方面，为最终准确诊断病情起到不可替代的作用。
[0003]和其他成像技术相比，医学超声成像具有实时性好、无损伤、无痛苦、成像精度高，以及系统低成本等独特的优点，目前已经被广泛的用于临床的医疗检测当中。
[0004]超声是机械波，由物体机械振动产生。具有波长、频率和传播速度等物理量。用于医学上的超声频率为2.5MHz?1MHz，常用的是2.5MHz?5MHz。超声需要在介质中传播，其速度因介质不同而异，在固体中最快，液体中次之，气体中最慢。在人体软组织中约为150m/s。介质有一定的声阻抗，声阻抗等于该介质密度与超声速度的乘积。
[0005]超声在均匀介质中以直线传播，有良好的指向性。但在非均匀介质中就会以不规则路径传播，方向是不确定的，因为在声阻抗不同的两种界面处会发生复杂的反射和散射。
[0006]1992年，M.Fink提出了应用于超声领域的时间反演技术(Time Reversal)，声源发射声波并向四周传播，外围的每个压电换能器探测到达它的声波，将声信号转换成电信号，再由电子系统进行存储和时间反转处理，然后重现相同的电信号通过压电换能器将声信号传送回去，声波沿着原先在介质中的路径传播，就能重新聚焦到声源点处。
[0007]申请号为201310624497.X的技术方案在整体框架与上述原理较为相似，该技术方案属于通信无线电领域，并且该专利申请文件并没有公开实质性的电路设计，只是用信号发生器及示波器做了验证，另外，因为声波传播路径在不规则介质中也是不规则的，这些非均匀的介质会无规则的改变声波的传播路径，在医学影像中很难做到复杂声场环境下的声波聚焦。申请号为201310624497.X的技术方案无法简单移用到医学影像领域。
[0008]申请号为2009202053648技术方案就是一种常规的超声设备发射方式，这类发射电路只能分为导通和不导通两种状态，MOS管导通时输出高压，MOS不导通时不输出高压，如图1所示，发射电压是固定的，比如:固定为+100V和-100V，且相位形态只能是脉冲式的。常规医学影像设备中发射电路就是只能实现固定电压的发射，只有任意波形的发射电路，才能实现时间反演。
[0009]基于此，急需解决常规医学影像方式不能在特殊环境下使声波聚焦的问题。
【发明内容】
[0010]为解决现有技术的问题，本发明提出一种基于超声时间反演的医学影像系统，让超声在复杂的不均匀人体介质内形成聚焦，在聚焦区域得到清晰的医学影像或进行某种医学刺激。
[0011]为实现上述目的，本发明提供了一种基于超声时间反演的医学影像系统，所述医学影像系统包括:
[0012]超声换能电路、时间反演信号接收电路、控制单元和时间反演信号发射电路；其中，
[0013]所述超声换能电路，用于接收所述时间反演信号发射电路输出的电信号，并将电信号转换为超声信号；同时，将接收到的超声信号转换成电信号，并输入至所述时间反演信号接收电路；
[0014]所述时间反演信号接收电路，用于根据控制单元的控制信号，对所述电信号进行处理，获得超声数字信号，并将所述超声数字信号输入至所述控制单元；
[0015]所述控制单元，用于控制所述时间反演信号接收电路和所述时间反演信号发射电路；同时，对所述超声数字信号进行缓存，将缓存的超声数字信号的序列前后反向处理，使得先缓存的信号后发出去、后缓存的信号先发出去，并将反序后的超声数字信号进行数据类型转换，获得反演后的电信号；
[0016]所述时间反演信号发射电路，用于根据控制单元的控制信号，对所述反演后的电信号进行处理，并将处理后的信号输入至所述超声换能电路。
[0017]优选地，所述超声换能电路为超声换能器或者超声换能器阵列。
[0018]优选地，所述时间反演信号接收电路包括切换开关、低噪声信号放大器、可编程增益放大器、可配置模拟滤波器、模数转换器；其中，
[0019]所述切换开关，用于在超声换能电路发射超声信号时处于关闭状态，在超声换能电路接收超声信号时处于开启状态；
[0020]所述低噪声信号放大器，用于对超声换能电路发射的超声信号进行第一级放大，使得在最大程度地放大超声信号的基础上，少引入其他噪声信号；并将处理后的信号输入至可编程增益放大器；
[0021]所述可编程增益放大器，用于对所述低噪声信号放大器输出的信号进一步地放大，并将放大后的信号输入至所述可配置模拟滤波器；其中，放大的增益在逻辑控制下进行调整；
[0022]所述可配置模拟滤波器，用于对所述可编程增益放大器输出的信号进行低通滤波，并将滤波后的信号输入至所述模数转换器；其中，在逻辑控制下，低通滤波的截止频率根据可编程增益放大器输出的信号的变化进行调整；
[0023]所述模数转换器，用于对所述可配置模拟滤波器输出的信号进行采样，将模拟信号转换为数字信号；其中，在逻辑控制下，采样的频率及精度根据所述可配置模拟滤波器输出的信号的变化进行调整。
[0024]优选地，所述控制单元包括:数据缓存模块、时间反演数据序列变换模块、数据类型变换模块、逻辑控制芯片和数据采集逻辑控制模块；其中，
[0025]所述逻辑控制模块，用于对可编程增益放大器、可配置模拟滤波器、模数转换器提供逻辑控制；
[0026]所述数据采集逻辑控制模块，用于对所述模数转换器提供ADC工作时序控制，对所述数据缓存模块提供RAM写时序控制，将模数转换器输出的信号读入所述数据缓存模块的写数据端口；
[0027]所述数据缓存模块，用于缓存所述模数转换器输出的信号数据；
[0028]所述时间反演数据序列变换模块，用于对所述数据缓存模块提供RAM读时序控制，将缓存的数据从所述数据缓存模块中读出；并通过数据缓存地址对读出的数据序列进行调整，使得先输出的信号为所述数据缓存模块后缓存的信号，后输出的信号为所述数据缓存模块先缓存的?目号；
[0029]所述数据类型变换模块，用于将所述时间反演数据序列变换模块输出的信号进行数据类型变换。
[0030]优选地，所述时间反演信号发射电路包括幅度调制电平转换芯片、DAC控制字缓存器、数模转换器、波形合成芯片和高压激励芯片；其中，
[0031]所述DAC控制字缓存器，用于在逻辑控制芯片的控制下，将所述数据类型变换模块输出的数据进行缓存；同时，控制所述数模转换器；
[0032]所述数模转换器，用于根据所述DAC控制字缓存器的控制，从所述DAC控制字缓存器中获得数字信号，对数字信号进行转换，获得模拟信号，并传输至所述波形合成芯片；
[0033]所述幅度调制电平转换芯片，用于在逻辑控制芯片的控制下向所述波形合成芯片输出幅度调制的控制指令；
[0034]所述波形合成芯片，用于将所述数模转换器输出的模拟信号和所述幅度调制电平转换芯片输出的控制指令相合成，输出调制过幅度的时间反演电信号；
[0035]所述高压激励芯片，用于对所述超声换能电路进行高压激励，将所述波形合成芯片输出的时间反演电信号发射至所述超声换能电路。
[0036]优选地，所述高压激励芯片包括MOS管和变压器。
[0037]上述技术方案具有如下有益效果:本技术方案发射的波形是任意形态的，从而能够在复杂的不均匀人体介质内实现时间反演，能在聚