【技术实现步骤摘要】
已知将换能器用于通信、成像或扫描目的，例如在医学成像、雷达、声纳、地震学、无线通信、射电天文学、声学和生物医学的领域。一个示例包括超声成像。
技术介绍
1、超声成像的一个目的在于创建经受调查的介质的超声图像。该超声图像也称作b模式图像，是对介质反射率的估计。在常规超声成像方法中，可使用具有超声换能器元件组的超声换能器设备(也称作超声探头)。在该方法中，将一个或多个换能器用于将一道或相继多道超声波束发射到介质中，这对应于发射操作。对于每道发射的波束，通过同一组或另一组的换能器元件，接收介质产生的反向散射回波。特别地，每个换能器元件将接收到的回波信号转换成例如电信号。可以通过超声系统或任何相关联(可选地专用的)的系统来进一步处理该信号。例如，它们可被放大、滤波、数字化和/或可实施信号调节操作。换能器元件可设置成换能器行、换能器阵列、矩阵换能器、三维(3d)换能器，或任何其它构型。
2、常规地，然后将所述信号发送到图像处理系统。可处理接收到的信号，以生成所扫描的介质的图像数据，例如使用波束成形方法，更特别地，延迟求和(das)波束成形方法。一般可将波束成形理解为常规地在用于定向信号发射和/或接收的传感器阵列中使用的信号处理技术。该方法用于生成经过波束成形的数据。换句话说：可将波束成形理解为一种信号处理技术，该技术通过组合天线阵列(例如超声换能器)中的元件以使得组合的信号形成相长干涉来实现。
技术实现思路
1、本公开涉及一种波束成形方法。该方法包括基于发射到介质中的相邻聚焦波束
2、可通过任何信号处理技术重构合成发射波束。在该背景下，也可将“重构(reconstructing)”这个术语理解为“合成(synthetizing)”或“波束成形”。“合成”和“重构”这些术语可指使用由位于相邻聚焦波束之间重叠的区域内的散射体生成的信息。例如，“重构”可指对信息进行相干求和，可在与所构建的图像的各个像素相关联或表示所构建的图像的各个像素的每个空间区域，回顾性地重新创建虚拟发射聚焦波束。
3、聚焦波束被发射到介质中，因此(与例如合成发射波束相反地)可被视为物理波束。可使用多个换能器元件发射聚焦波束。作为一个示例，聚焦波束可以是信号波束。例如，所述多个换能器元件可设置在单个平面中。然而，还可行的是，换能器元件设置成矩阵形式(即如下所述，允许三维成像)。在以下公开中，特别提及使用设置在单个平面中以生成介质的二维(2d)图像的换能器元件的示例。该示例性公开可扩展到使用设置成矩阵形式以生成介质的三维(3d)图像的换能器元件的示例。
4、发射聚焦波束可具有任何形状。例如，聚焦波束可大致具有双锥形形状。聚焦波束可大致具有高斯波束的轮廓形状，例如在激光技术或光学中使用的那些波束轮廓形状。特别地，聚焦波束可在起始点，例如在多个换能器元件处，在径向方向上具有宽的延伸范围，而在焦深(也称作束腰)处在径向方向上具有窄的延伸范围，并在远场中在径向方向上具有宽的延伸范围。起始点可位于多个换能器元件处。远场可以是或可包括比发射的聚焦波束的焦点更远离换能器元件的点或区域。例如，远场可对应于比夫琅禾费距离大的距离。
5、如在下文中更详细所述的，可电子地，即通过分别延迟相邻换能器元件生成的单个脉冲，以使得整体波聚焦到预定聚焦区域，来生成发射聚焦波束。
6、相邻聚焦波束可以是例如由多个换能器元件发射的两道聚焦波束，其中，每道聚焦波束都以不同的合成孔径设置发射。在合成孔径方法中，可使多个换能器元件逐个发射，并对每个发射和接收元件之间的脉冲响应的全部集合进行波束成形和记录。合成孔径的设置可取决于发射元件的数量、发射序列和发射元件之间的延迟。
7、聚焦波束可具有聚焦区域。
8、具有不同焦深的聚焦波束可以是例如聚焦区域更接近多个换能器元件的一道聚焦波束和聚焦区域更远离多个换能器元件的另一聚焦波束。
9、根据本公开的方法一般也可应用于任何
，例如超声检查。特别地，使用多个换能器元件来获取被检查的介质或环境的数据/信号和/或可以可选地基于所收集的数据/信号使用波束成形技术的任何
都是可以的。示例包括使用雷达系统、声纳系统、地震学系统、无线通信系统、射电天文系统、声学系统、无损检测(ndt)系统和生物医学系统的方法。所述方法可尤其适于获取关于介质的信息。
10、介质是例如生命体，尤其是人或动物的身体，也可是任何生物或物理-化学介质(例如体外介质)。相应地，介质可包括生命组织。例如，介质可包括诸如脂肪、肌肉、骨骼和血管的组织，它们每个都具有各种物理特性。介质也可是非生命材料，例如砾石、熔岩或焊缝。
11、介质可在其物理特性中包括变化。在进一步的示例中，组织可以包括患有功能障碍和/或疾病的区域(例如癌细胞、肌肉撕裂等)，或者与介质的其他区域相比具有各种物理特性的任何其他奇异区域。
12、合成发射波束的一个优点在于高速。而且，所述方法不仅更快，而且在聚焦到一个特定点上更好，这是因为所用的换能器数量可以更大，即更多。因此，可没有重叠地在区域中施加更强的聚焦。不同的焦深带来的另一优点在于合成发射波束更加不同，并可实现更好的相干求和。
13、在一个方面中，焦深可根据位于所观察的介质中的关注区域的深度来限定。
14、关注区域可以是预定关注区域，例如由用户和/或算法选择的。关注区域可以是设定为缺省值的预定关注区域。关注区域可以是2d(二维)或3d(三维)空间区域。关注区域可以具有任何形状或维度延伸。例如，关注区域可具有圆形、矩形或立方形的形状。
15、一般可以说合成发射波束聚焦在合成焦深处(这实际上是合成发射波束，即stb所意味的)。合成焦深可以处于关注区域中。更具体地说，合成发射波束可聚焦在介质中的(例如预定的)空间区域内，尤其是关注区域内。如在下文中更详细地说明的，空间区域可以与例如图像数据中的像素或体素关联。
16、相应地，对于每个空间区域，可重构合成发射波束。换句话说，可对于所述(或对于每个)空间区域，合成所获取的信号数据，就好像发射了聚焦波束以在所述空间区域中聚焦一样。
17、相应地，可对于多个不同空间区域，重构合成发射波束。这些空间区域可以尤其是发射波束重叠的区域(即由两道发射波束得到的数据都存在的区域)。
18、通过重构合成发射波束，可以使用与发射到介质中的不同相邻聚焦波束关联的信号数据，来重构介质的与合成发射波束关联的空间区域(即合成发射波束聚焦的空间区域)。
19、在一个方面中，焦深可限定为处于关注区域在深度方向上的延伸范围之内或之外。
20、这两个替代方案(在关注区域的延伸范围之内或之外)都是可行的。
21、通常，这两个替代方案由于以下折中而具有优势：一方面，各焦深应接近关注区域的中央深度水平，以允许精确成像关注区域，并由此相互接近。另一方面，各波束和因此它们本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种波束成形方法(100)，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述焦深(FD1、FD2)根据关注区域(ROI)在所述介质(M)中的深度来限定。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述焦深(FD1、FD2)限定为处于所述关注区域(ROI)在深度方向上的延伸范围之内或之外。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述焦深中的第一个(FD1)高于所述关注区域(ROI)的中央深度水平(CDL)，而所述焦深中的第二个(FD2)低于所述关注区域(ROI)的中央深度水平(CDL)。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一焦深(FD1)和所述第二焦深(FD2)与所述关注区域(ROI)的中央深度水平(CDL)之间有相同的距离(d1、d2)。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，将具有两个或更多个不同焦深的多于两道的相邻聚焦波束(b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8)发射到所述介质中。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述多于两道的相邻聚焦
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，
10.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，
11.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，
12.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，
13.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，
14.如上述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
15.一种数据获取方法，包括：
16.一种医学成像方法，包括：
17.一种计算机程序，包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在被数据处理单元执行时，使该数据处理单元实施如上述权利要求中任一项所述的方法的处理操作。
18.一种波束成形系统，该系统包括处理单元(30)，该处理单元配置为：
...【技术特征摘要】
1.一种波束成形方法(100)，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述焦深(fd1、fd2)根据关注区域(roi)在所述介质(m)中的深度来限定。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述焦深(fd1、fd2)限定为处于所述关注区域(roi)在深度方向上的延伸范围之内或之外。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述焦深中的第一个(fd1)高于所述关注区域(roi)的中央深度水平(cdl)，而所述焦深中的第二个(fd2)低于所述关注区域(roi)的中央深度水平(cdl)。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一焦深(fd1)和所述第二焦深(fd2)与所述关注区域(roi)的中央深度水平(cdl)之间有相同的距离(d1、d2)。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，将具有两个或更多个不同焦深的多于两道的相邻聚焦波束(b1、b2、b3、b4、...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·弗拉帕特，威廉姆·兰伯特，
申请(专利权)人：声科影像有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。