專(zhuān)利名稱(chēng)：一種使用反向Golay碼譯碼的超聲運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲信號(hào)處理、超聲編碼激勵(lì)技術(shù)，尤其是涉及一種使用反向Golay碼譯碼的超聲運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：
眾所周知，在超聲成像中存在著分辨率和穿透性間折中的問(wèn)題，增加系統(tǒng)的穿透性有兩種方法(1)、增加發(fā)射超聲波的振幅。(2)、增加發(fā)射超聲波的持續(xù)時(shí)間。然而聲波的振幅不能無(wú)限的增加，在目前的超聲系統(tǒng)中它已經(jīng)很接近M工了，那唯一可行的辦法就是增加超聲波的持續(xù)時(shí)間，但是簡(jiǎn)單的增加脈沖的長(zhǎng)度會(huì)降低系統(tǒng)的軸向分辨率，造成圖像模糊。目前編碼激勵(lì)技術(shù)能很好的解決這個(gè)問(wèn)題，編碼激勵(lì)技術(shù)在雷達(dá)中已經(jīng)成功的應(yīng)用了50多年了，在雷達(dá)系統(tǒng)中的編碼激勵(lì)技術(shù)能在不增加峰值發(fā)射功率的前提下，顯著提高平均發(fā)射功率，從而提高系統(tǒng)的信噪比(SNR)。然后對(duì)于超聲系統(tǒng)，超聲波在人體內(nèi)傳播的時(shí)候有很強(qiáng)的頻率衰減，產(chǎn)生非線(xiàn)性效應(yīng)，使編碼脈沖的波形扭曲，減低了編碼激勵(lì)的性能，所以編碼激勵(lì)技術(shù)只是最近5，6年才成功的應(yīng)用于超聲系統(tǒng)中。編碼激勵(lì)技術(shù)成像的框圖見(jiàn)圖1 編碼激勵(lì)成像系統(tǒng)與傳統(tǒng)的脈沖回波成像系統(tǒng)的不同之處在于 (1)發(fā)射電路采用編碼發(fā)射激勵(lì)，必要時(shí)還需要對(duì)發(fā)射編碼進(jìn)行調(diào)制； (2)接收電路中需要對(duì)回波信號(hào)做脈沖譯碼； 編碼激勵(lì)系統(tǒng)的基本工作原理如圖2所示。圖2(a)所示的傳統(tǒng)脈沖發(fā)射系統(tǒng)使用單脈沖進(jìn)行激勵(lì)，圖2(b)所示的編碼激勵(lì)系統(tǒng)，使用一長(zhǎng)串編碼脈沖進(jìn)行激勵(lì)。
Newhouse 在1974年提出了白噪編碼的超聲成像和多譜勒測(cè)量系統(tǒng)。在此后的30多年時(shí)間內(nèi)，包括M序列偽隨機(jī)碼、Barker碼、Golay碼、Chirp和偽Chrip碼等各種編碼方法被用于超聲編碼激勵(lì)技術(shù)的研究。
目前在超聲編碼激勵(lì)系統(tǒng)中使用的比較多的編碼是Chrip碼、Golay碼、Barker碼。其中Chrip碼是唯一在頻率上編碼的，而Golay碼也是唯一需要多次發(fā)射的。下面分別簡(jiǎn)要的介紹下Chrip碼和Golay碼。
(1)Chrip碼的編碼激勵(lì)技術(shù) 線(xiàn)性調(diào)頻(Chrip)信號(hào)早雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用很廣泛。由于Chrip信號(hào)有很好的自相關(guān)特性，很適合應(yīng)用于超聲編碼發(fā)射。考慮到超聲探頭的帶通特性，編碼發(fā)射中使用的Chrip信號(hào)為 其中f0為探頭的中心頻率；B為探頭的帶寬；α為線(xiàn)性調(diào)頻的斜率。但是Chrip碼的編碼激勵(lì)的缺點(diǎn)很明顯，它需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)發(fā)射電路而且電路很復(fù)雜，不容易實(shí)現(xiàn)。目前超聲系統(tǒng)中采用較多的是偽Chrip碼，偽Chrip用一串0、1脈沖激勵(lì)發(fā)射換能器，電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。偽Chrip信號(hào)定義如下 其中，f0為探頭的中心頻率；B為探頭的帶寬；α為線(xiàn)性調(diào)頻的斜率，sign為符號(hào)函數(shù)。
(2)Golay碼編碼激勵(lì)技術(shù) 在所有的編碼激勵(lì)技術(shù)中，Golay碼編碼激勵(lì)技術(shù)在理論上是唯一一個(gè)可以完全消除旁瓣的激勵(lì)技術(shù)，脈沖譯碼過(guò)程如圖3所示 Golay碼又稱(chēng)Golay互補(bǔ)序列對(duì)，其定義為一對(duì)由兩種元素構(gòu)成的等長(zhǎng)、有限序列。且在任何給定的間隔下，一個(gè)序列中的相同元素對(duì)的個(gè)數(shù)等于另一個(gè)序列中相異元素對(duì)的個(gè)數(shù)。在很多的實(shí)際的編碼中，Golay碼是唯一具有δ函數(shù)自相關(guān)這個(gè)優(yōu)良特性的，自相關(guān)的和仍然為一個(gè)δ函數(shù)。數(shù)學(xué)上，一對(duì)Golay編碼的脈沖可以被定義為 [A1，A2]＝[G1*S，G2*S] 它由一對(duì)Golay序列[G1，G2]和傳輸脈沖S做卷積得到。由于Golay碼的自相關(guān)的和是一個(gè)δ函數(shù)，即 G1_G1+G2_G2＝δ 在接收信號(hào)的時(shí)候，使用一對(duì)正交的Golay對(duì)[G1，G2]對(duì)信號(hào)進(jìn)行譯碼，得到 G1_(A1*Q)+G2_(A2*Q)＝[(G1_G1+G2_G2)*S]*Q＝S*Q(1) ，其中Q定義傳播媒介。從上式我們可以看到除了增加SNR外，譯碼的Golay脈沖實(shí)際上和直接傳送的基序脈沖的作用是一樣的。
理論上，Golay互補(bǔ)序列對(duì)的編碼發(fā)射可以在保持主瓣寬度不變的情況下，完全消除旁瓣。但Golay碼編碼激勵(lì)技術(shù)存在以下兩個(gè)問(wèn)題 (1)兩次發(fā)射間組織或者血流的運(yùn)動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響其性能，使其往往達(dá)不到理想的效果。
(2)采用Golay碼會(huì)使得圖像的幀頻降低一半。
在上面的論述中看到了Golay編碼激勵(lì)技術(shù)存在的兩個(gè)問(wèn)題。因?yàn)樵诂F(xiàn)代的超聲系統(tǒng)中都采用多焦區(qū)成像，這種技術(shù)本身就會(huì)使得幀頻降低，所以使用Golay碼編碼激勵(lì)造成的幀頻降低可以隱含的解決。如果只使用單焦區(qū)成像，這個(gè)問(wèn)題也是無(wú)論如何都解決不了的。所以主要研究?jī)纱伟l(fā)射間組織或者血流的運(yùn)動(dòng)對(duì)Golay編碼激勵(lì)技術(shù)的影響。
目前，GE公司取得了關(guān)于使用Golay編碼激勵(lì)技術(shù)在波束形成方面的一些專(zhuān)利，他們聲稱(chēng)當(dāng)Golay編碼激勵(lì)技術(shù)應(yīng)用于對(duì)比諧波成像、組織諧波成像和B模式血流成像時(shí)，它能夠提高超聲系統(tǒng)的信噪比(SNR)并且獲得更好的穿透性。然而，在GE的專(zhuān)利中，當(dāng)他們使用成對(duì)的Golay碼激勵(lì)時(shí)，并沒(méi)有解決組織或血流運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的問(wèn)題。他們對(duì)這個(gè)問(wèn)題采取的唯一的對(duì)策是“對(duì)每一條波束，在兩次Golay編碼序列間使用兩次連續(xù)的發(fā)射以降低組織運(yùn)動(dòng)的影響。據(jù)我們的分析可知，若僅使用交錯(cuò)發(fā)射的方法仍會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偽像。同時(shí)，在臨床上的血流運(yùn)動(dòng)的有效范圍內(nèi)，偽信號(hào)可能比實(shí)際的信號(hào)更大。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種去除運(yùn)動(dòng)偽影的使用反向Golay碼譯碼的超聲運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種使用反向Golay碼譯碼的超聲運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，在Golay編碼激勵(lì)的超聲成像系統(tǒng)中，在對(duì)接收電路的接受信號(hào)進(jìn)行譯碼時(shí)采用一種由兩塊譯碼模塊分別對(duì)兩條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行處理的方法，其方法為 (1)、使用原始正交的Golay對(duì)譯碼模塊對(duì)第一條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼，并通過(guò)疊加模塊對(duì)譯碼結(jié)果進(jìn)行疊加，獲得疊加結(jié)果； (2)、使用反向的Golay對(duì)譯碼模塊對(duì)第二條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼，并通過(guò)疊加模塊對(duì)譯碼結(jié)果進(jìn)行疊加，獲得疊加結(jié)果； (3)、最后通過(guò)抵消模塊對(duì)第一條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果和第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果進(jìn)行處理獲得沒(méi)有運(yùn)動(dòng)偽影的組織信號(hào)，對(duì)第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果通過(guò)延遲模塊做一合適的時(shí)間延遲獲得運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)。
本發(fā)明的有益效果是(1)、去除運(yùn)動(dòng)偽影；(2)、提出了運(yùn)動(dòng)檢測(cè)這個(gè)新應(yīng)用。第一條數(shù)據(jù)路徑將使成像系統(tǒng)在改善SNR和增強(qiáng)穿透力的同時(shí)，去除偽像。第二條條數(shù)據(jù)路徑幫助探測(cè)和增強(qiáng)B型成像中的運(yùn)動(dòng)顯示，增強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域可被一個(gè)清晰的靜態(tài)圖像覆蓋。



圖1是編碼激勵(lì)技術(shù)成像框圖； 圖2是編碼激勵(lì)系統(tǒng)的基本工作原理圖； 圖3是Golay編碼脈沖譯碼過(guò)程圖； 圖4是對(duì)本發(fā)明通過(guò)功能模塊進(jìn)行闡述的功能結(jié)構(gòu)圖； 圖5是沒(méi)有使用Golay編碼激勵(lì)時(shí)，靜止靶線(xiàn)信號(hào)圖； 圖6是使用Golay編碼激勵(lì)時(shí)，靜止靶線(xiàn)信號(hào)圖； 圖7是靶線(xiàn)移動(dòng)2個(gè)采樣點(diǎn)，接收到的靶線(xiàn)信號(hào)圖； 圖8是移動(dòng)2個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)，得到的運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)圖； 圖9是移動(dòng)2個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)，通過(guò)論文方法恢復(fù)得靶線(xiàn)； 圖10中的表格為計(jì)算出在采樣頻率為36MHz的情況下，在不同深度的一些閥值速度。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明一種使用反向Golay碼譯碼的超聲運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法見(jiàn)圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示一種使用反向Golay碼譯碼的超聲運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，在Golay編碼激勵(lì)的超聲成像系統(tǒng)中(包括發(fā)射電路和接收電路，為已有電路)，Golay編碼激勵(lì)的超聲成像系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)，在對(duì)接收電路的接受信號(hào)進(jìn)行譯碼時(shí)采用一種由兩塊譯碼模塊分別對(duì)兩條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行處理的方法，其方法為 (1)、使用原始正交的Golay對(duì)譯碼模塊對(duì)第一條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼，并通過(guò)疊加模塊對(duì)譯碼結(jié)果進(jìn)行疊加(就是把譯碼結(jié)果加在一起)，獲得疊加結(jié)果；見(jiàn)圖4中，此步驟1由緩沖器1功能單元、緩沖器2功能單元、解碼1功能單元完成。
(2)、使用反向的Golay對(duì)譯碼模塊對(duì)第二條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼(就是把譯碼結(jié)果加在一起)，并通過(guò)疊加模塊對(duì)譯碼結(jié)果進(jìn)行疊加，獲得疊加結(jié)果；見(jiàn)圖4中，此步驟2由緩沖器1功能單元、緩沖器2功能單元、解碼2功能單元完成。
(3)、最后通過(guò)抵消模塊對(duì)第一條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果和第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果進(jìn)行處理獲得沒(méi)有運(yùn)動(dòng)偽影的組織信號(hào)(該抵消模塊的目的是把第一條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果減去第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果)，對(duì)第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果通過(guò)延遲模塊做一合適的時(shí)間延遲獲得運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)，其它靜態(tài)靶線(xiàn)信號(hào)被壓制了。此步驟3由解碼1功能單元、解碼2功能單元完成，把第一條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果減去第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果送靜止組織增強(qiáng)處理，對(duì)第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果通過(guò)延遲模塊做一合適的時(shí)間延遲獲得運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)(即將解碼1功能單元得到的結(jié)果送血流運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)處理，再送往B模式組織血流重疊)。。
在上述方法中，原始正交的Golay對(duì)譯碼模塊的作用就是將第一條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼，具體譯碼方法見(jiàn)下面詳述；疊加模塊的作用就是將第一條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼后將譯碼結(jié)果加在一起，具體疊加方法見(jiàn)下面詳述；反向的Golay對(duì)譯碼模塊的作用就是將第二條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼，具體譯碼方法見(jiàn)下面詳述；疊加模塊的作用就是將第二條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼后將譯碼結(jié)果加在一起，具體疊加方法見(jiàn)下面詳述；抵消模塊的作用就是將第一條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果減去第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果，具體抵消方法見(jiàn)下面詳述；延遲模塊的作用就是將第二條數(shù)據(jù)路徑的結(jié)果作一合適的時(shí)間延遲，具體延遲方法見(jiàn)下面詳述。使用反向Golay碼譯碼的超聲運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法具體詳述如下 一對(duì)Golay碼可以寫(xiě)成下面(2)式中這樣的奇偶沖激對(duì)的形式， G1(t)＝δ(t)+δ(t-Ng) G2(t)＝δ(t)-δ(t-Ng)(2) 其中Ng+1是Golay碼的長(zhǎng)度，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以把Ng大小設(shè)置為脈沖長(zhǎng)度一樣，把Golay碼與雙極脈沖發(fā)射信號(hào)做卷積，就得到了Golay編碼序列，并把它存儲(chǔ)在傳輸序列存儲(chǔ)器中。Golay編碼序列與換能器激勵(lì)響應(yīng)做卷積，就產(chǎn)生了下面(3)中的激勵(lì)脈沖， A1(t)＝G1*S＝S(t)+S(t-Ng) A2(t)＝G2*S＝S(t)-S(t-Ng)(3) 式子(3)中的S(t)被設(shè)計(jì)為優(yōu)化超聲脈沖形狀和頻譜能量的形式，例如以下的一個(gè)余弦調(diào)制的高斯函數(shù) 式子(3)中Golay編碼激勵(lì)脈沖A1和A2按順序的發(fā)射到媒介Q(一序列靶線(xiàn))，形式如 得到信號(hào)如下面(5)式的形式 在接收信號(hào)時(shí)，將有兩條數(shù)據(jù)路徑，第一條使用正交的Golay對(duì)譯碼，得到G1_(A1*Q)和G2_(A2*Q)的形式如下(6)和(7)所示，其中_表示互相關(guān)運(yùn)算 很明顯的，把等式(6)和(7)相加結(jié)果將是 (8)式意味著在理想的條件下(例如組織不動(dòng))，使用Golay編碼激勵(lì)理論上可以實(shí)現(xiàn)12dB信號(hào)強(qiáng)度的增加。
當(dāng)在組織和血流運(yùn)動(dòng)的情況下，可以定義為第一條靶線(xiàn)和第二條靶線(xiàn)間的時(shí)間改變?yōu)棣舆@樣的形式如 第一條數(shù)據(jù)路徑的譯碼過(guò)程將如下所示 在一個(gè)很小的時(shí)間改變的時(shí)候，寬帶信號(hào)S(t)可以寫(xiě)為 S(t+τ)＝-c(t)S(t) (10) 其中，系數(shù)c依賴(lài)于脈沖形狀S和時(shí)間改變?chǔ)印Ｔ谧顗牡那闆r下，即由于產(chǎn)生的時(shí)間改變接近180度的相位差的時(shí)候，它等同于采樣點(diǎn)移動(dòng)的數(shù)目將是 其中Fs和Fc分別表示采樣頻率和中心頻率。
通過(guò)把上式應(yīng)用于等式(9)，我們得到等式(12)，如下 (12)式的第一項(xiàng)是由于做卷積和互相關(guān)運(yùn)算的時(shí)候產(chǎn)生的鏡像序列，但從Ts＝k0開(kāi)始使用接收信號(hào)，k0是第一個(gè)靶線(xiàn)的深度。在實(shí)際的系統(tǒng)中，深度Ts是ROI窗口的深度。(12)式中的第二項(xiàng)是衰減的靶線(xiàn)信號(hào)。在180度相位改變這種最壞的情況下，c2的值將接近1，以至于(12)式中第三項(xiàng)的偽影信號(hào)可能比實(shí)際的靶線(xiàn)信號(hào)還要大。
在第二條數(shù)據(jù)路徑上，我們使用相反(正交)Golay碼譯碼， 可以清楚的看到，如果不考慮運(yùn)動(dòng)的情況，兩個(gè)式子的和將是0。然而通過(guò)運(yùn)用式子(10)，得到第二條數(shù)據(jù)路徑的結(jié)果， 同樣(15)式的第一項(xiàng)是由互相關(guān)運(yùn)算產(chǎn)生的鏡像序列，可以被忽略掉。
式子(15)表示使用反向Golay碼譯碼可以去除時(shí)間改變?yōu)閗0+Ng的靶線(xiàn)信號(hào)，這將產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)檢測(cè)這個(gè)新的應(yīng)用。
如果定義深度Z和聲速Vc，則回程聲波時(shí)延將為 并且這個(gè)時(shí)間對(duì)應(yīng)著采樣點(diǎn)移動(dòng)的數(shù)目n為 在這里Vf表示運(yùn)動(dòng)靶線(xiàn)的速度(例如血流速度)，F(xiàn)s表示采樣頻率。這個(gè)式子等價(jià)于 如果設(shè)置式子(16)中的n＝1，就獲得的了閾值速度，它意味著任何運(yùn)動(dòng)靶線(xiàn)速度大于閾值數(shù)值的任何的時(shí)候，都能從第一個(gè)數(shù)據(jù)路徑中檢測(cè)出偽影信號(hào)(使用原始Golay譯碼)，在第二個(gè)數(shù)據(jù)路徑中檢測(cè)出流動(dòng)信號(hào)(使用反向Golay譯碼)。
表格(見(jiàn)圖10)計(jì)算出在采樣頻率為36MHz的情況下，在不同深度的一些閾值速度。
從式子(16)可以清楚的看到，可以不只一次的交錯(cuò)發(fā)射第一個(gè)和第二個(gè)Golay編碼脈沖來(lái)擴(kuò)展檢測(cè)運(yùn)動(dòng)速度的范圍。例如發(fā)射第一個(gè)脈沖兩次在一個(gè)連續(xù)的位置，同樣的在同一位置發(fā)射兩次第二個(gè)脈沖。這個(gè)將使可以檢測(cè)的速度范圍擴(kuò)大兩倍，例如可以檢測(cè)出原速度一半的這樣的慢速。在數(shù)學(xué)上我們有 ，m為交替發(fā)射脈沖的數(shù)目。
這樣就得到了兩條數(shù)據(jù)路徑的數(shù)據(jù)在第一條數(shù)據(jù)路徑上使用正交的Golay對(duì)譯碼，對(duì)于靜止的靶線(xiàn)我們得到了式子(8)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的靶線(xiàn)我們得到了式子(12)；在第二條數(shù)據(jù)路徑上使用反向的Golay碼譯碼，對(duì)于靜止的靶線(xiàn)得到了0，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的靶線(xiàn)，我們得到了式子(15)。
因此，通過(guò)把第一條數(shù)據(jù)路徑的結(jié)果減去第二條數(shù)據(jù)路徑的結(jié)果，得到了更高SNR并且沒(méi)有運(yùn)動(dòng)偽影的靜態(tài)信號(hào) 同樣，(18)式的第一項(xiàng)可以被忽略掉，從Ts＝k0開(kāi)始觀察信號(hào)。等式(18)給出了一個(gè)受損的靶線(xiàn)信號(hào)，但去除了由運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影信號(hào)。注意到受損的靶線(xiàn)信號(hào)依賴(lài)于脈沖的形狀和運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的時(shí)間改變。這將導(dǎo)致靶線(xiàn)信號(hào)軸向分辨率的降低。從模擬的結(jié)果得到，(18)式在運(yùn)動(dòng)速度從21cm/s到125cm/s(即在采樣頻率為36MHz時(shí)，采樣點(diǎn)由1到6時(shí)的平均信號(hào)峰值比傳統(tǒng)的方法高6.7dB。
因此，將兩條譯碼路徑的結(jié)果用于新的應(yīng)用(1)式子(15)表示的第二條路徑僅僅包含運(yùn)動(dòng)信號(hào)，靜態(tài)信號(hào)被壓制了。(2)把第一條數(shù)據(jù)路徑的結(jié)果減去第二條數(shù)據(jù)路徑的結(jié)果，得到?jīng)]有運(yùn)動(dòng)偽影的靜態(tài)信號(hào)。
以上方法(1)可做一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器，定性的顯示沿著波束方向的B型血流模型，它比傳統(tǒng)的彩色血流顯示具有高幀頻和更好的軸向分辨率。方法(2)將用于具有高SNR和好的穿透性，并且沒(méi)有運(yùn)動(dòng)偽影的B模式成像。
這個(gè)方法可以解決Goaly編碼激勵(lì)技術(shù)存在的第一個(gè)問(wèn)題。它不但可以去除運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影信號(hào)，還可以提高超聲系統(tǒng)的SNR和穿透性。具體的效果和優(yōu)點(diǎn)可以在計(jì)算機(jī)仿真和結(jié)果中看到。測(cè)試信號(hào)S來(lái)自超聲系統(tǒng)，中心頻率Fs＝3.5MHz，采樣頻Fc＝40MHz。靶線(xiàn)信號(hào)T的采樣頻率為40MHz，它是在1000個(gè)采樣點(diǎn)和2000個(gè)采樣點(diǎn)處的兩個(gè)沖激信號(hào)。這樣把T和S做卷積得到了RX-Target1信號(hào)，峰值為3.6，它將作為參考信號(hào)，如圖5所示。
在前部分的論述中知道Golay編碼激勵(lì)對(duì)于靜態(tài)的靶線(xiàn)，除了增加SNR外沒(méi)有什么區(qū)別，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)得到圖6。
可以計(jì)算得到，靜態(tài)靶線(xiàn)信號(hào)的強(qiáng)度增加了12dB。然而，由于靶線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，接收到的實(shí)際信號(hào)不會(huì)像圖3那么理想，將會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影。前面等式(9)給出了在運(yùn)動(dòng)存在時(shí)，接收的靶線(xiàn)信號(hào)的形式，其中式子中的第三項(xiàng)即為運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影信號(hào)，把靶線(xiàn)移動(dòng)2個(gè)采樣點(diǎn)，得到圖7。
從實(shí)驗(yàn)中還看到當(dāng)靶線(xiàn)移動(dòng)6個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)，圖7中最后兩個(gè)信號(hào)比實(shí)際的靶線(xiàn)信號(hào)還要大。通過(guò)計(jì)算知道6個(gè)采樣點(diǎn)為最差的情況，即相當(dāng)于180度的相位旋轉(zhuǎn)。
在第二條數(shù)據(jù)路徑上，對(duì)接收到的編碼脈沖做的是反向譯碼，得到的僅僅是由于運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的那部分信號(hào)。當(dāng)靶線(xiàn)移動(dòng)2個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)得到了圖8。
等式(13)是通過(guò)使用Golay反向譯碼去除運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)的結(jié)果。從圖7和圖8中也可以很清楚的看到，圖7的最后兩項(xiàng)和圖8是相同的，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真得到圖9。
從圖9中很清楚的看到，完全消除了運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影信號(hào)，并且提高了SNR。過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，運(yùn)用這種方法可以平均增加7.3dB的信號(hào)強(qiáng)度。這樣就克服了Golay編碼激勵(lì)對(duì)于運(yùn)動(dòng)敏感這個(gè)缺點(diǎn)，使其更適合超聲影像系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種使用反向Golay碼譯碼的超聲運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于在Golay編碼激勵(lì)的超聲成像系統(tǒng)中，在對(duì)接收電路的接受信號(hào)進(jìn)行譯碼時(shí)采用一種由兩塊譯碼模塊分別對(duì)兩條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行處理的方法，其方法為
(1)、使用原始正交的Golay對(duì)譯碼模塊對(duì)第一條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼，并通過(guò)疊加模塊對(duì)譯碼結(jié)果進(jìn)行疊加，獲得疊加結(jié)果；
(2)、使用反向的Golay對(duì)譯碼模塊對(duì)第二條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼，并通過(guò)疊加模塊對(duì)譯碼結(jié)果進(jìn)行疊加，獲得疊加結(jié)果；
(3)、最后通過(guò)抵消模塊對(duì)第一條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果和第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果進(jìn)行處理獲得沒(méi)有運(yùn)動(dòng)偽影的組織信號(hào)，對(duì)第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果通過(guò)延遲模塊做一合適的時(shí)間延遲獲得運(yùn)動(dòng)偽影信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明一種使用反向Golay碼譯碼的超聲運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法，對(duì)接收電路的接受信號(hào)進(jìn)行譯碼時(shí)采用一種由兩塊譯碼模塊分別對(duì)兩條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行處理的方法，使用原始正交的Golay對(duì)譯碼模塊對(duì)第一條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼并通過(guò)疊加模塊疊加；使用反向的Golay對(duì)譯碼模塊對(duì)第二條數(shù)據(jù)路徑進(jìn)行譯碼并通過(guò)疊加模塊進(jìn)行疊加；最后通過(guò)抵消模塊對(duì)第一條數(shù)據(jù)路徑的結(jié)果和第二條數(shù)據(jù)路徑結(jié)果進(jìn)行處理，對(duì)第二條數(shù)據(jù)路徑的疊加結(jié)果通過(guò)延遲模塊做一合適的時(shí)間延遲。本發(fā)明中的第一條數(shù)據(jù)路徑將使成像系統(tǒng)在改善SNR和增強(qiáng)穿透力的同時(shí)，去除偽像；第二條數(shù)據(jù)路徑將探測(cè)和增強(qiáng)B型成像中的運(yùn)動(dòng)顯示，增強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域可被一個(gè)清晰的靜態(tài)圖像覆蓋。
文檔編號(hào)G01S7/52GK101149433SQ20071005036
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者傅玉瑞, 劉東權(quán) 申請(qǐng)人:綿陽(yáng)索尼克電子有限責(zé)任公司