一种应用具有两维分布的单元的换能器装置和波束生成器的超声系统，该波束生成器对于形成的每个波束来说，按照用以形成波束的每个单元选定的预设延迟值采样各使用单元的输出，形成用于形成类似数据集的Ｃ扫描的波束。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
技术介绍
超声换能器装置发射超声脉冲并接收回波。通常超声装置通过多路发射脉冲，并利用接收到的多路回波产生截面或立体图像。该操作典型地被称为“扫描”、“扫掠”或“转向”波束。大多数超声系统中，扫描被快速重复以便在一秒内得到多个图像(“帧”)。实时超声波扫描技术是指扫描的同时超声图像以快速连续的方式呈现。扫描可通过机械方式(通过物理上振荡一个或多个换能器单元)或电气方式进行。到目前为止，现代超声系统中最常见的扫描方式是电气方式，其中，一组换能器单元(称为一个“阵列”)线性排列并由一系列电脉冲激励，每个单元一个脉冲，脉冲定时发生，构成一个扫描动作。在线性时序阵列中，通过激励换能器单元的连续(和交叠)子群，越过整个阵列扫描述孔径。在线性相位阵列中，所有(或几乎所有)单元由单脉冲激励，但相邻单元间有一个小的(通常小于1微秒)时差(“相位”)，以便产生的声音脉冲沿某一特定方向累积(称为“转向”)。除转向波束外，相位阵列还可以通过以相位延迟的方式产生曲度，沿深度方向聚焦波束。曲度大可使焦点靠近换能器阵列，曲度小则焦点加深。延迟也可和线性时序阵列一起使用来提供聚焦。当阵列收到回波时，单元的电输出被延迟，以便阵列在特定方向上敏感，在特定深度具有监听焦点(listening focus)。当传输脉冲通过被成像的对象组织沿波束的整个深度聚焦时，接收焦点深度可持续增加。该持续变化的接收焦点称为动态聚焦。传输焦点和动态接收焦点相结合极大地提高了图像大深度范围内的细节分辨度。产生各种延迟的设备称为波束生成器。已知的波束生成器传统上工作在模拟领域，其采用每纳秒可传输一个新数据点(动态延迟)的昂贵的波束生成电路。最近开发出了通过改变数字内存的读取次数来提供延迟的数字波束生成器。虽然数字波束生成器需要昂贵的内存、精确的时钟设备和大的定时表，但与它们相应的模拟器件相比，这些器件便宜且体积小。这些数字波束生成器对制作价格可取、可便携且与固定式同类设备功能接近的超声设备给予了希望。已知的便携式超声设备探头采用一维换能器装置(已知的可用设备采用线性时序阵列)，产生从探头表面延伸的平面上的图像。目前，有两类便携式超声设备超声专用设备和PC附加设备。超声专用设备是简单的小型化超声设备，典型地带有数字波束生成器，该设备是大型独立设备的复制。这种设备的一个例子是SONOSITE公司销售的SONOSITE设备。不象笔记本计算机，大部分大型先进的(top-of-the-line)超声系统的电路和软件不适于小型化。大型传统器件，如波束生成器，小型化时会失去作用。PC附加设备试图将换能器装置和波束生成器集成在探头架上。探头被连到PC，典型地为配置好的笔记本计算机，根据波束生成器数据生成图像。这种设备的一个例子是TERASON的TERSON2000。超声技术中引起明显注意的另一区域是带有包括单元矩阵(如由3136个单元组成的56×56阵列)的换能器装置的探头，有时称为二维或矩阵探头。因为矩阵探头允许波束二维转向以及前述的深度方向聚焦，目前的工作涉及应用矩阵换能器装置来捕获用于再现三维图像的大量超声数据。遗憾的是，由于缺乏可实时处理矩阵换能器产生的大量数据的价格合适的图像处理资源，大型实时全带宽的三维图像的商业化可能还要好几年。目前没有已知的可买到的便携式超声设备使用矩阵换能器装置，可能是因为实现传统的动态聚焦波束生成器的费用随抽取的矩阵探头单元的个数增加而成倍增加。超声成像总是需要在图像质量和处理换能器的数据以得到用户期望结果所需的图像处理资源之间的折衷。获得数据的速率是受物理限制的(声音在人体中传输只能那么快)，而处理这些数据的图像处理类型是受处理数据的图像处理资源的数量和质量限制的。如果期望得到实时成像，通常，另一个限制因素是处理系统获得数据的速率。超声数据典型地是按帧获得的，每帧代表从换能器表面发出的超声波束的一个扫掠。一维换能器产生二维矩形或饼形的扫掠。二维换能器可以产生预定的三维形状或立体扫掠。据估计，要完全实时处理一个相当大容量(60°×60°)的超声数据，需要一个16x并行度的波束生成器。这样的波束生成器会非常昂贵，尤其是在超声系统的可接收价格迅速降低的市场。目前的努力集中在无需全部处理而仍可销售的三维超声系统的途径上，该超声系统能产生可接收的图像而价格可与当前的二维系统竞争。目前没有已知的便携式的三维解决方案。附图说明图1是已转让给本申请受让人的待审未结的美国专利申请09/633,480中描述的已知的三维超声成像系统100的模块图。09/633,480申请中描述的设备利用交错扫描再现三维图像，显示由矩阵换能器装置产生的数据生成的实时图像。当提供技术状态显示时，其允许使用相对标准的单元来减少费用。图1所示的系统目前还没有出现在便携包中。超声系统100利用标准个人计算机(“PC”)102作为三维图像处理器，优选采用插值数据产生图像。超声系统100有一个矩阵换能器装置104，并利用了子群波束生成的概念。在图1所示例子中，只例示了单元106a到106f，但本领域的普通技术人员明白可以使用任何数量的单元。换能器104优选使用ASICs 108n系列配置成用于子群波束生成。波束生成中子群的使用在美国专利No.5,997,479和美国专利No.6,126,602中描述过，这两项专利均被转让给了本申请的受让人，在此引用两者的主题作为参考。图中显示了两个ASICs 108a和108b，对应于单元106a-f。示例中每个ASIC 108n与3个单元连接，虽然其他设计也可以，如每个ASIC108n可连接5个，15个或25个单元。每个ASIC108n都具有多路延迟电路110n(连到ASIC 108n的每个单元的一个延迟电路)，该电路以众所周知的方式将连接单元106n的输出延迟一个可编程量，从而聚焦和转向声束。每个ASIC 108n中加法电路112n累加延迟电路110n的输出。每个ASIC 108n的输出被输入到扫描器114以完成波束生成，扫描器114优选位于超声系统100的主机架。每个ASIC 108n的每个加法电路112n的输出首先由相应的A/D换能器116n进行A/D转换。每个加法电路112n转换后的输出被相应的延时电路118n延迟，然后再由加法电路120与其它各路的转换延迟输出相累加。提供执行图像检测的电路(未示出)，也许是作为加法电路120的一部分，该电路通过对累加信号执行图像检测过程来产生回波数据。扫描控制电路124利用存储在内存122中的延迟系数来控制扫描器114和换能器104的定时和动作。在图1所示的情况下，每个延迟电路110n的延迟在单束波接收过程中是不变的，但延迟电路118n的延迟在接收过程中是动态变化的以实现动态聚焦。扫描器114的输出通过I/O128被送到主机架中的后台126做随后的信号处理。后台126执行二维信号处理，而PC 102执行三维信号处理。后台126设有一个扫描换能器130，该换能器将二维扫描数据转换成X-Y空间数据。扫描转换后，输入图像处理单元131，该单元可配置成执行多种二维图像增强处理，如颜色流，多普勒等等，以产生在显示器104上显示的图像数据。通道型链路发送器132将后台126接收到的回波传给PC 102，PC1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声系统，包括：具有二维分布的多个单元的换能器装置；以及波束生成器，对于每帧形成的每个波束来说，该波束生成器采样每个使用单元的输出，以产生每个波束选择点中央的厚片内的数据，厚片的厚度基本上小于换能器的可用深度。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：MD波兰，BJ，萨沃尔德，
申请(专利权)人：菲利浦电子北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。