專利名稱：用于校正超聲數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本文所公開的主題涉及超聲系統(tǒng)，并且更具體來說，涉及用于處理超聲系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)(例如，從超聲系統(tǒng)的前端傳遞到后端供處理的數(shù)據(jù))的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
診斷醫(yī)療成像系統(tǒng)典型地包括掃描部分和具有顯示器的控制部分。例如，超聲成像系統(tǒng)通常包括超聲掃描裝置、如具有換能器的超聲探頭，它們連接到超聲系統(tǒng)，以便通過執(zhí)行多種超聲掃描(例如，對體積或主體進行成像)來控制超聲數(shù)據(jù)的獲取。超聲系統(tǒng)可控制成操作在不同的操作模式中以及執(zhí)行不同的掃描。然后將在超聲系統(tǒng)的前端接收的信號傳遞給后端并且在后端進行處理。在一些已知超聲系統(tǒng)中，同軸線纜將探頭電耦合到系統(tǒng)的前端和后端。同軸線纜能夠包括裝入絕緣層中的導(dǎo)線，其中附加導(dǎo)電屏蔽圍繞絕緣層同軸部署。線纜分離地傳送用于形成超聲圖像的超聲數(shù)據(jù)。同軸線纜用于降低附近線纜或相鄰線纜之間的串擾和感應(yīng)的其它信號。串擾和感應(yīng)的信號能夠使超聲圖像的質(zhì)量降級。例如，非同軸線纜之間的串擾能夠產(chǎn)生可使被成像主體的低回聲(echogenic)區(qū)域模糊的偽超聲回波。當前使用的同軸線纜具有許多缺點。例如，線纜可能較重且硬，由此降低聲譜儀技師對它們的操縱性。聲譜儀技師還必須盡力移動結(jié)合到線纜的超聲探頭。這種努力可能對聲譜儀技師造成重復(fù)性勞損。此外，探頭中的一個換能器元件的振動可在另一個換能器元件上感應(yīng)串擾信號或者機械串擾信號。機械串擾信號能夠使圖像質(zhì)量降級。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于校正超聲數(shù)據(jù)的方法，包括使用具有多個換能器元件的超聲探頭來獲取超聲數(shù)據(jù)，其中多個換能器元件與包括傳導(dǎo)通路的多個通道關(guān)聯(lián)；以及沿通道的傳導(dǎo)通路作為接收的超聲信號來傳遞超聲數(shù)據(jù)。該方法還包括確定由接收的超聲信號沿通道的傳遞或者換能器元件的一個或多個的振動中的至少一個而在通道的一個或多個中生成的串擾信號。在一個方面中，該方法還包括基于串擾信號來修改沿通道傳遞的一個或多個隨后獲取的超聲信號。在另一個實施例中，提供一種超聲系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括超聲探頭、與探頭關(guān)聯(lián)的多個通道、以及處理器。探頭配置成獲取超聲回波，并且基于超聲回波來傳送超聲信號。通道包括配置成傳遞超聲信號的傳導(dǎo)通路。處理器與通道通信地耦合，并且監(jiān)測通道，以便確定由超聲信號沿傳導(dǎo)通路的傳遞而在通道的傳導(dǎo)通路的一個或多個上感應(yīng)的串擾信號。在一個實施例中，處理器基于串擾信號來修改沿傳導(dǎo)通路傳遞的一個或多個隨后獲取的超聲信號。在另一個實施例中，提供一種用于具有處理器和超聲探頭的超聲系統(tǒng)的有形計算機可讀存儲介質(zhì)，其中超聲探頭與通過其中傳遞超聲信號的多個通道關(guān)聯(lián)。計算機可讀存儲介質(zhì)包括指導(dǎo)超聲探頭獲取超聲數(shù)據(jù)并且沿通道作為超聲信號傳遞超聲數(shù)據(jù)的指令。該介質(zhì)還包括指導(dǎo)處理器來確定由超聲信號沿傳導(dǎo)通路的傳遞而在與通道關(guān)聯(lián)的一個或多個傳導(dǎo)通路上感應(yīng)的串擾信號的指令。在一個方面中，該指令指導(dǎo)處理器基于串擾信號來修改沿傳導(dǎo)通路傳遞的超聲信號的一個或多個。


圖1示出按照一個實施例的超聲系統(tǒng)的簡化框圖。圖2是按照一個實施例的超聲系統(tǒng)的詳細框圖。圖3是按照一個實施例、用于電確定圖1所示超聲系統(tǒng)的操作特性的方法的流程圖。圖4是按照一個實施例、圖1所示超聲系統(tǒng)的若干通道和若干換能器元件的示意圖。圖5是按照一個實施例、用于在聲學(xué)上確定圖1所示超聲系統(tǒng)的操作特性的方法的流程圖。圖6是按照一個實施例、沿第一測試方向?qū)y試脈沖傳送到圖4所示換能器元件的外部超聲脈沖源的框圖。圖7是按照一個實施例、沿第二測試方向?qū)⒘硪粋€測試脈沖傳送到圖4所示換能器元件的圖6所示外部超聲脈沖源的框圖。圖8示出按照一個實施例的超聲處理器模塊的示范框圖。圖9示出按照一個實施例的具有3D能力的小型化超聲系統(tǒng)。圖10示出按照一個實施例的手抬式或袖珍超聲成像系統(tǒng)。圖11示出按照另一個實施例的超聲成像系統(tǒng)。
具體實施例方式通過結(jié)合附圖進行閱讀，將會更好地理解以上概述以及某些實施例的以下詳細描述。在附圖示出多種實施例的功能塊的簡圖的意義上，功能塊不一定指示硬件電路之間的劃分。因此，例如，功能塊(例如，處理器或存儲器)的一個或多個可通過單片硬件(例如， 通用信號處理器或者隨機存取存儲器塊、硬盤等)或者多片硬件來實現(xiàn)。類似地，程序可以是獨立程序，可以結(jié)合為操作系統(tǒng)中的子例程，可以是已安裝軟件包中的功能，等等。應(yīng)當理解，多種實施例并不局限于附圖所示的布置和工具。如本文所使用的、以單數(shù)形式引述且跟隨不定冠詞“一”的元件或步驟應(yīng)當被理解為不排除多個所述元件或步驟，除非明確說明了這種排除。此外，本發(fā)明對“一個實施例”的引用無意于解釋為排除同樣結(jié)合了引用特征的額外實施例的存在。此外，除非另加相反的明確說明，否則，“包括”或“具有”帶特定性質(zhì)的元件或多個元件的實施例可包括沒有那種性質(zhì)的附加元件。本文所述的一個或多個實施例提供用于在超聲系統(tǒng)內(nèi)傳遞數(shù)據(jù)和/或用于處理該數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。在一個實施例中，系統(tǒng)和方法確定和校正可能負面影響獲取的超聲數(shù)據(jù)的超聲系統(tǒng)的電不規(guī)則性和/或缺陷。例如，系統(tǒng)和方法能夠確定由與一個不同通道 (“感應(yīng)通道”)關(guān)聯(lián)的一個不同通路(“感應(yīng)通路”)在與另一個通道(“被感應(yīng)通道”)關(guān)聯(lián)的另一個通路(“被感應(yīng)通路”)上感應(yīng)的串擾信號。串擾信號能夠包括電串擾信號和/ 或機械串擾信號。例如，針對電串擾，沿感應(yīng)通道的感應(yīng)通路電運送的超聲信號可在被感應(yīng)通道的被感應(yīng)通路上產(chǎn)生電串擾信號。針對機械串擾，與感應(yīng)通路和感應(yīng)通道關(guān)聯(lián)的一個換能器元件(“感應(yīng)元件”)的振動可在與被感應(yīng)通路和被感應(yīng)通道關(guān)聯(lián)的另一個不同換能器元件(“被感應(yīng)元件”)上感應(yīng)機械串擾信號。術(shù)語“通道”能夠表示傳遞單個模擬超聲信號的整個通路。特定通道的通路可包括換能器元件、電互連、探頭中的模擬信號處理(若有的話)、連接探頭和系統(tǒng)控制臺的電布線、線纜連接器、以及控制臺中的接收模擬電路。系統(tǒng)和方法識別串擾信號，以便校正使用被感應(yīng)通道所傳遞的超聲數(shù)據(jù)，從而從超聲數(shù)據(jù)中去除串擾信號，并由此提高成像質(zhì)量或其它診斷質(zhì)量。在一個實施例中，對原始模擬超聲數(shù)據(jù)(例如，被獲取但原本未處理和/或沒有進一步處理而不能在顯示裝置上可視呈現(xiàn)的超聲數(shù)據(jù))來執(zhí)行包括超聲數(shù)據(jù)的超聲信號的確定和校正。電信號的確定和校正能夠由一個或多個軟件應(yīng)用程序或模塊執(zhí)行，而不是在波束形成硬件中執(zhí)行。至少一些實施例的技術(shù)效果包括提高獲取的超聲數(shù)據(jù)的成像質(zhì)量和/或診斷質(zhì)量，同時準許不太麻煩、更輕和/或更靈活的線纜用于將超聲探頭與超聲系統(tǒng)耦合。例如， 與本文所述的一個或多個實施例相結(jié)合，非同軸線纜可用于將超聲數(shù)據(jù)從探頭傳遞給處理器(例如，計算機微處理器)，同時避免因線纜中的電線和/或探頭的換能器元件之間的串擾而對超聲數(shù)據(jù)的顯著降級。應(yīng)當注意，本文所述的生成或形成圖像的多種實施例可包括用于形成圖像的處理，它們在一些實施例中包括波束形成而在其它實施例中沒有包括波束形成。例如，諸如通過將解調(diào)數(shù)據(jù)的矩陣與系數(shù)的矩陣相乘以使得該乘積為圖像，能夠形成圖像而無需波束形成，并且其中該過程沒有形成任何“波束”。另外，可使用可源自一個以上發(fā)射事件的通道組合來執(zhí)行圖像的形成。圖1示出按照一個實施例的超聲系統(tǒng)100的簡化框圖。在本文所述的多種實施例中，形成圖像的超聲處理通過軟件、硬件或者它們的組合來執(zhí)行。超聲系統(tǒng)100的所示實施例實現(xiàn)基于軟件的波束形成器架構(gòu)。備選地，超聲系統(tǒng)100可具有至少部分通過硬件來實現(xiàn)的波束形成器。超聲系統(tǒng)100使用具有多個換能器元件104的超聲探頭102來獲取超聲數(shù)據(jù)。超聲探頭102使用換能器元件104來傳送超聲脈沖和/或接收離開被成像對象的超聲脈沖的超聲回波。在一個實施例中，換能器元件104表示單獨換能器元件。備選地，換能器元件104可表示單獨換能器元件的編組或集合，例如換能器元件的子孔(subaperture)。 超聲系統(tǒng)的前端106控制換能器元件104對脈沖的傳送以及對回波的接收。前端106可包括硬件實現(xiàn)發(fā)射和/或接收波束形成器(未示出)，它執(zhí)行所接收回波的部分或完全波束形成。前端106 —般包括傳送器/接收器108，它可通過例如專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)來實現(xiàn)。探頭102通過一個或多個線纜110與前端106耦合。僅作為舉例，線纜110能夠包括若干非同軸電線，例如相互之間不是獨立或分離屏蔽的若干導(dǎo)線。由探頭102獲取的超聲數(shù)據(jù)從探頭102通過多個通道運送到超聲系統(tǒng)100的其它組件。如上所述，通道可表示運送超聲信號的信號路徑。通道可與探頭102的不同換能器元件104以及用于將超聲信號從探頭102運送到系統(tǒng)100的其它組件的不同電線、總線等關(guān)聯(lián)。線纜110還將諸如控制信號之類的發(fā)射信號從前端106傳送給探頭102。換能器元件104由發(fā)射信號來控制，以便將超聲脈沖發(fā)射到被成像主體中。超聲信號通過通道、經(jīng)由連接前端和后端106、114的數(shù)據(jù)總線112傳送給后端 114。后端114 一般包括一個或多個處理器116，例如包括包括軟件實現(xiàn)波束形成器的處理單元、IQ/RF處理器、通用CPU和/或圖形處理單元(GPU)。超聲系統(tǒng)100可用來執(zhí)行用于不同應(yīng)用的不同種類的超聲掃描，以便獲取超聲圖像數(shù)據(jù)。例如，在一些實施例中，超聲系統(tǒng)100進行操作以執(zhí)行同時或并發(fā)獲取多個波束的實時四維GD)掃描。超聲系統(tǒng)100包括經(jīng)由接收來自線纜110的通道的數(shù)據(jù)的通用處理器(例如，CPU或GPU)所提供的軟件實現(xiàn)波束形成器。在一個實施例中，超聲數(shù)據(jù)通過線纜110的全部或者基本全部通道來傳遞，其中通用處理器116執(zhí)行波束形成處理，例如使用任何適當波束形成方法的波束形成計算。應(yīng)當注意，軟件波束形成能夠包括執(zhí)行任何類型的波束形成技術(shù)，它可包括通過能夠在硬件中執(zhí)行的軟件來執(zhí)行波束形成技術(shù)。還應(yīng)當注意，當本文中提到波束形成技術(shù)時，這一般指的是可由超聲系統(tǒng)執(zhí)行的任何類型的圖像形成。相應(yīng)地，多種實施例可與形成圖像結(jié)合實現(xiàn)，無論是否形成波束。圖2是按照一個實施例的超聲系統(tǒng)100的詳細框圖。圖1所示的超聲系統(tǒng)100示出超聲系統(tǒng)100的附加組件。超聲系統(tǒng)100使用例如運行在有形非暫時計算機可讀存儲介質(zhì)(例如，內(nèi)部存儲器21 上的指令的處理器116來執(zhí)行軟件波束形成。術(shù)語“非暫時”表示內(nèi)部存儲器212不是瞬態(tài)電信號，例如在任何時間沒有存儲于介質(zhì)中的傳送的電信號。 內(nèi)部存儲器212包括易失性存儲介質(zhì)和/或非易失性存儲介質(zhì)。例如，存儲器212可包括電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、精簡只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、隨機存儲存儲器(RAM)或者計算機硬盤驅(qū)動器。超聲系統(tǒng)100能夠電或機械操縱聲束(例如，在3D空間中)，并且可配置成獲取與對象或患者中的感興趣區(qū)域(ROI)的多個2D表示或圖像(或者可選地為3D和4D圖像) 對應(yīng)的信息，這可按照本文更詳細描述的那樣來定義或調(diào)整。超聲系統(tǒng)100可配置成獲取例如在一個或多個平面取向中的2D圖像。超聲系統(tǒng)100配置成使用探頭102來獲取超聲數(shù)據(jù)。探頭102通過包括若干傳導(dǎo)通路202的線纜110連接到超聲系統(tǒng)100的其它電子組件。所獲取的超聲數(shù)據(jù)通過傳導(dǎo)通路202作為超聲信號來傳遞。其它信號(例如，指導(dǎo)探頭102的換能器元件104來激發(fā)并且沿多個方向傳送超聲波的控制信號)也可通過傳導(dǎo)通路202來傳遞。如上所述，通過其中運送超聲信號的通道包括由傳導(dǎo)通路202和/或關(guān)聯(lián)換能器元件104所組成的信號路徑。 另外，信號路徑可包括通過其中將超聲信號從換能器組件104運送到系統(tǒng)100的一個或多個處理組件的附加組件或介質(zhì)。由探頭102獲取的模擬超聲信號的處理的至少一部分可由部署在探頭102內(nèi)和/或探頭102外部的組件來執(zhí)行。在所示實施例中，超聲系統(tǒng)100包括信號發(fā)生器202，信號發(fā)生器202與通過其中運送超聲信號的通道電耦合。例如，信號發(fā)生器220可與線纜110的傳導(dǎo)通路202電互連。 信號發(fā)生器220是生成測試信號的裝置，其中測試信號沿導(dǎo)通通路202傳送以便識別傳導(dǎo)通路202之間的串擾。信號發(fā)生器202可包括處理器或其它基于邏輯的裝置(例如，微控制器)或者由它們組成。信號發(fā)生器220與傳送器204或波束形成器200的不同之處可在于，信號發(fā)生器220可以不生成驅(qū)動換能器元件104來發(fā)射用于對主體或?qū)ο筮M行成像的超聲波的信號。
在一個實施例中，線纜110的傳導(dǎo)通路202是無屏蔽非同軸電線或線。例如，傳導(dǎo)通路202可以是相互電絕緣(例如通過絕緣外護套)的電線，但是相互之間沒有獨立屏蔽。 “沒有獨立屏蔽”表示各傳導(dǎo)通路202沒有電耦合到與其它傳導(dǎo)通路202的屏蔽分離的地參考的屏蔽。線纜110的示例包括具有以適當共面關(guān)系保持在其中的若干傳導(dǎo)通路202的帶狀線纜或者具有若干寬松包芯線的線纜。備選地，線纜110可包括同軸線纜或電線，但是具有小于或等于具有相同或相似規(guī)格的同軸線纜的硬度或抗彎性。超聲系統(tǒng)100包括傳送器204，傳送器204在發(fā)射波束形成器(例如，基于軟件的波束形成器200或者基于硬件的波束形成器)的指導(dǎo)下驅(qū)動探頭102中的換能器元件 104(例如，壓電元件)的陣列，以便將脈沖超聲波和/或連續(xù)超聲波發(fā)射到主體中?？墒褂脫Q能器104的多種幾何形狀。超聲波從主體的結(jié)構(gòu)、如血細胞或肌肉組織后向散射，以便產(chǎn)生返回到換能器元件104并且由其接收的回波。將回波作為超聲數(shù)據(jù)從換能器元件104 傳遞給接收器206。在一個實施例中，將回波作為模擬信號傳遞給接收器206。換能器元件 104機械耦合成使得第一換能器元件104的振動在第二換能器元件104上感應(yīng)機械串擾信號。在所示實施例中，超聲系統(tǒng)100包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 208和解調(diào)器210。ADC 208 和解調(diào)器210可以是不同組件或者在單個組件中、例如在專用集成電路(ASIC)中實現(xiàn)。ADC 208從探頭102接收獲取的原始模擬超聲數(shù)據(jù)，并且將原始模擬超聲數(shù)據(jù)數(shù)字化為獲取的原始數(shù)字化超聲數(shù)據(jù)。解調(diào)器210可執(zhí)行原始模擬超聲數(shù)據(jù)的數(shù)字解調(diào)、濾波、和/或抽選。 超聲數(shù)據(jù)被傳遞到并且可存儲在內(nèi)部存儲器212中。相應(yīng)地，除了經(jīng)過波束形成之外，原始數(shù)據(jù)還可經(jīng)過修改或補償。處理器116適合按照多個可選擇超聲形態(tài)對獲取的超聲數(shù)據(jù)執(zhí)行一個或多個處理操作。在所示實施例中，處理器116還使用軟件實現(xiàn)波束形成器200來執(zhí)行波束形成操作。示為連接到處理器116的波束形成器200可以是運行于處理器116上的軟件或者是作為處理器116的一部分所提供的硬件。處理器116處理獲取的超聲數(shù)據(jù)，并且預(yù)備超聲信息幀供在顯示裝置214上的可視呈現(xiàn)。處理器116還確定超聲數(shù)據(jù)(例如，串擾信號)的操作特性，并且修改超聲數(shù)據(jù)，以便從超聲數(shù)據(jù)濾波、去除或減少操作特性(例如，機械串擾信號和/或電串擾信號)。顯示裝置214包括向用戶呈現(xiàn)包括診斷超聲圖像的患者信息供診斷和分析的一個或多個監(jiān)視器。處理器116連接到可控制處理器116的操作的用戶接口 216 (它可包括鼠標、鍵盤等等)。存儲器212和外部存儲器218的一個或兩者可存儲超聲數(shù)據(jù)的二維OD) 或三維(3D)數(shù)據(jù)集，其中這類2D和3D數(shù)據(jù)集被訪問以便呈現(xiàn)2D (和/或3D或4D圖像)， 它們可處于波束形成的不同狀態(tài)。圖像可經(jīng)過修改，并且顯示裝置214的顯示設(shè)定也使用用戶接口 216來人工調(diào)整。應(yīng)當注意，雖然多種實施例可結(jié)合超聲系統(tǒng)來描述，但是方法和系統(tǒng)并不局限于超聲成像或者其特定配置。多種實施例可結(jié)合不同類型的成像系統(tǒng)來實現(xiàn)，包括例如多形態(tài)成像系統(tǒng)，其中具有超聲成像系統(tǒng)以及χ射線成像系統(tǒng)、磁共振成像(MRI)系統(tǒng)、計算機斷層掃描(CT)成像系統(tǒng)、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)成像系統(tǒng)其中之一，等等。此外，多種實施例可在非醫(yī)療成像系統(tǒng)、例如諸如超聲焊接測試系統(tǒng)或機場行李掃描系統(tǒng)的無損測試系統(tǒng)中實現(xiàn)。
圖3是按照一個實施例、用于電確定超聲系統(tǒng)100(圖1所示)的電操作特性的方法300的流程圖。方法300可與超聲系統(tǒng)100結(jié)合用于確定超聲系統(tǒng)100的電操作特性，并且校正超聲系統(tǒng)100所獲取的超聲數(shù)據(jù)。僅作為舉例，方法300能夠用于確定通過其中傳遞所獲取超聲數(shù)據(jù)的通道之間的電串擾信號和/或機械串擾信號，以及濾波、校正、減少、 消除或者以其它方式減輕通道之間的串擾。備選地，方法300可確定通過通道所傳遞的數(shù)據(jù)信號的特性，以便校正超聲系統(tǒng)100的電缺陷，例如通道之間的變化時間偏差、影響所獲取信號的換能器元件104(圖1所示)之間的制造差異、通道-通道變化等等。在302，將測試信號注入超聲探頭102(圖1所示)的通道的至少一個中。在一個實施例中，測試信號是定向到換能器元件104(圖1所示)的聲信號。在另一個實施例中， 測試信號是在探頭102中生成并且注入換能器104與線纜110(圖1所示)之間的信號路徑中的模擬電信號。測試信號可由信號發(fā)生器220(圖2所示)來產(chǎn)生。測試信號能夠每個通道迭代地傳送。例如，測試信號可首先沿N個通道的第η個通道來傳送，其中N表示探頭102 (圖1所示)與超聲系統(tǒng)100 (圖1所示)的處理組件之間的通道或信號路徑的總數(shù)。如上所述，通道可表示包括換能器元件104(圖1所示)、關(guān)聯(lián)傳導(dǎo)通路202(圖2所示)、以及用于傳送超聲信號的其它導(dǎo)電主體的不同信號路徑。在一個實施例中，不同通道表示不同換能器元件104以及與不同換能器元件104耦合的傳導(dǎo)通路202。例如，多個通道的每個可傳遞由不同換能器元件104獲取并且沿不同傳導(dǎo)通路202 運送的原始模擬超聲數(shù)據(jù)。繼續(xù)參照圖3所示的方法300，圖4是按照一個實施例、由若干換能器元件408、 410、412、414和若干傳導(dǎo)通路400、402、404、406所組成的若干通道426、428、430、432的示意圖。傳導(dǎo)通路400、402、404、406表示用于傳遞從探頭102(圖1所示)獲取的超聲數(shù)據(jù)的不同傳導(dǎo)通路202 (圖2所示)。換能器元件408、410、412、414表示超聲探頭102 (圖1 所示)的不同換能器元件104(圖1所示)。備選地，換能器元件408、410、412、414的一個或多個可表示單獨換能器元件的編組或集合，例如由多個單獨換能器元件所形成的子孔。 在一個實施例中，通道426、428、430、432包括關(guān)聯(lián)換能器元件408、410、412、414。雖然僅示出四個換能器元件408、410、412和414、四個傳導(dǎo)通路400、402、404和406、以及四個通道似6、似8、430和432，但是備選地，可提供不同數(shù)量的換能器元件408、410、412和414、傳導(dǎo)通路 400、402、404 和 406、和 / 或通道 426,428,430 和 432。換能器元件 408、410、412、 414的每個示為鄰近傳遞由換能器元件408、410、412、414獲取的超聲數(shù)據(jù)的傳導(dǎo)通路400、 402、404、406。如上所述，測試信號416可沿通道426、428、430、432的一個或多個來傳送。在所述實施例中，測試信號416沿通道430來運送。當測試信號416沿通道430傳播時，測試信號416可在其它通道428、432中感應(yīng)串擾信號。例如，測試信號416可在通道428、432的傳導(dǎo)通路402、406中感應(yīng)對應(yīng)串擾信號418、420。在方法300的304，確定通道426、428、430、432的一個或多個的電操作特性。可對于除了沿其中傳送測試信號的通道430之外的一個或多個通道426、M8、432來確定電操作特性。在所示實施例中，對于除了第η個通道之外的通道4 、似8、430、432來確定電操作特性。電操作特性包括表示沿通道4 、似8、430、432傳播的信號的一個或多個測量、參數(shù)、 或指標。例如，電操作特性可表示沿通道428、432傳播的串擾信號418、420的能量、電壓、
9頻率或時長。備選地，電操作特性可表示通過通道4 、似8、432傳播的串擾信號418、420 的存在。例如，電操作特性可以是串擾信號418、420是否通過通道4 、似8、432運送的二進制表示。在另一個實施例中，電操作特性包括測試信號416與串擾信號418、420之間的時滯422、424。例如，電操作特性能夠表示通道430上的測試信號416的注入與通道4 或 432上的串擾信號418、420的檢測或出現(xiàn)之間的時間差或延遲。電操作特性可基于測試信號416的頻率和/或能量。例如，隨著測試信號416的頻率和/或能量增加，串擾信號418、420的能量、電壓、頻率、時長和/或時滯422、似4可發(fā)生變化。串擾信號418、420可逐個通道改變。例如，測試信號416的頻率和/或能量的變化可引起串擾信號418、420的每個的不同變化。如圖4所示，測試信號416在不同通道428、 432中生成不同串擾信號418、420。表示非超聲數(shù)據(jù)的信號(例如，串擾信號418、420)可與通道426、428、430、432的不同組合關(guān)聯(lián)。例如，串擾信號418可在測試信號416沿通道430傳送時與通道4 關(guān)聯(lián)， 而串擾信號420可在測試信號416沿通道430傳送時與通道432關(guān)聯(lián)?？纱_定通道和關(guān)聯(lián)的感應(yīng)串擾信號(或者其它電操作特性)的附加組合。與通道426、428、430、432的組合關(guān)聯(lián)的電操作特性可存儲在將電操作特性(例如串擾信號418、420)與對應(yīng)通道426、428、 430,432關(guān)聯(lián)的存儲器212的數(shù)據(jù)庫或表中。例如，當測試信號沿感應(yīng)通道運送時在被感應(yīng)通道上產(chǎn)生的串擾信號可存儲在存儲器212中。感應(yīng)通道和被感應(yīng)通道之間的關(guān)聯(lián)稍后當后續(xù)控制信號或其它信號沿通道426、428、430、432的一個或多個傳送時可用于校正電操作特性。在306，方法300遞增地進行到N個通道的下一個通道。例如，方法300進行到 (n+1)通道，并且重復(fù)進行上述過程。方法300可重復(fù)進行，以便確定當測試信號沿每個通道傳送時在其它通道上生成的串擾信號。在308，確定是否沿所有N個通道傳送了測試信號。例如，確定當前通道是否為第 N個通道。如果當前通道是第N個通道，則對所有N個通道傳送了測試信號，并且方法300 進入310。備選地，如果當前通道不是第N個通道，則方法300返回到302，以便沿當前通道傳送測試信號。在另一個實施例中，沿少于全部N個通道來傳送測試信號。例如，沿N個通道的一部分來傳送測試信號。在310，一個或多個成像超聲脈沖由超聲探頭傳送。超聲系統(tǒng)100(圖1所示)沿傳導(dǎo)通路202(圖2所示)將控制信號傳送到換能器元件408、410、412、414?？刂菩盘柤ぐl(fā)換能器元件408、410、412、414來生成超聲脈沖，超聲脈沖從探頭102(圖1所示)來發(fā)射。 將超聲脈沖定向到被成像主體中，以便生成回波。在一個實施例中，方法300遞歸地重復(fù)進行結(jié)合302、304、306、308所述的操作，使得測試信號在生成超聲脈沖之前通過N個通道來傳送。備選地，在測試信號沿第η個通道傳送之后但在測試信號沿一個或多個其它通道傳送之前，傳送由第η個通道所生成的超聲脈沖。例如，測試信號416可通過通道似6來傳送，在其它通道似8、430、432上測量串擾信號，之后接著通過通道似6、似8、430、432來傳送控制信號，以便生成從超聲探頭102 (圖1 所示)來發(fā)射的超聲脈沖，之后接著通過通道4 來傳送測試信號416，之后接著測量在其它通道似6、430、432上感應(yīng)的串擾信號，之后接著傳送控制信號以生成另一個超聲脈沖，依此類推。測試信號416的傳輸可在控制信號的傳輸之前不久、例如5毫秒或以下發(fā)生。交替測試信號416和控制信號能夠準許測試信號416沿各通道似6、似8、430、432在單個超聲幀之內(nèi)或者在各超聲幀之后來傳送，而無需顯著增加傳送超聲脈沖和/或接收對應(yīng)回波所需的時間。方法300可提供超聲系統(tǒng)100(圖1所示)的實時校正或校準，使得電操作特性 (例如，串擾信號和通道-通道變化)在圖像獲取過程期間的超聲成像幀之間被確定和校正或者從超聲數(shù)據(jù)中去除。在312，回波由探頭接收，并且基于回波來生成超聲數(shù)據(jù)。換能器元件408、410、 412、414接收回波，并且生成模擬原始超聲數(shù)據(jù)。模擬原始超聲數(shù)據(jù)沿通道426、428、430、 432作為電超聲信號來運送。在314，基于確定的電操作特性(例如，先前測量的串擾信號)來修改沿通道426、 428,430,432的一個或多個運送的超聲信號?？苫谂c得到超聲數(shù)據(jù)的相同換能器元件 408、410、412、414關(guān)聯(lián)的電操作特性來修改超聲信號?？捎沙曄到y(tǒng)100 (圖1所示)的波束形成器200(圖2所示)、基于電操作特性對沿通道4 、似8、430、432運送的超聲數(shù)據(jù)進行濾波以去除不希望的成分(例如，串擾信號)，然后從經(jīng)校正的超聲數(shù)據(jù)來形成超聲圖像。波束形成器200能夠分離地校正沿通道426、428、430、432的每個運送的超聲數(shù)據(jù)。例如，一旦對每對通道426、428、430、432( “對”包括感應(yīng)通道430和被感應(yīng)通道428 或432)確定串擾信號418、420，則能夠從獲取的超聲數(shù)據(jù)來濾波串擾信號418、420。在所示實施例中，波束形成器200去除或濾波由沿通道430運送的超聲信號在通道4 上感應(yīng)的串擾信號418 (或者從以其為基礎(chǔ)的函數(shù)所得出的信號)。波束形成器200重復(fù)進行對其它通道426、428、430、432的校正。波束形成器200可通過將串擾信號418、420的傳遞函數(shù)與比例因子相乘，并且從超聲數(shù)據(jù)減去該乘積，來從獲取的超聲數(shù)據(jù)中去除或濾波串擾信號 418,420ο如果超聲系統(tǒng)100 (圖1所示)包括N個通道，并且波束形成器200接收N個數(shù)字化超聲數(shù)據(jù)信號，則波束形成器200通過減去因第i個通道的數(shù)據(jù)而由第i個通道在第η 個通道上感應(yīng)的串擾信號、由(i+Ι)通道在第η個通道上感應(yīng)的串擾信號、由(i+幻通道在第η個通道上感應(yīng)的串擾信號、依此類推一直到(N-I)通道，來校正沿第η個通道運送的數(shù)據(jù)。該過程能夠?qū)λ蠳個通道重復(fù)進行。例如，隨后能夠?qū)?η+1)通道、然后對(η+2)通道等等、對N個通道的全部或子集來執(zhí)行上述校正。如果全部N個通道在其它通道上感應(yīng)串擾信號，則潛在地可存在對于對各幀得到的超聲數(shù)據(jù)進行的(N2-N)個校正。如果少于全部(N-I)個通道在第η個通道上感應(yīng)串擾信號，則可從第η個通道的數(shù)據(jù)中濾波由少于全部(N-I)個通道所產(chǎn)生的串擾信號。如上所述，通道的電操作特性的測量以及沿通道運送的超聲數(shù)據(jù)的校正可在圖像獲取期間執(zhí)行。沿通道注入測試信號、基于測試信號來測量通道的電操作特性、以及基于電操作特性來濾波沿通道運送的超聲數(shù)據(jù)能夠在來自探頭102(圖1所示)的超聲脈沖的傳輸之間重復(fù)進行。超聲數(shù)據(jù)的這種重復(fù)或半連續(xù)校正允許超聲數(shù)據(jù)在圖像獲取期間、例如與圖像獲取同時或并發(fā)地得到校正。在線纜110(圖1所示)在圖像獲取期間彎曲或折曲的情況下，半連續(xù)校正過程能夠在線纜110的位置發(fā)生變化以及傳導(dǎo)通路202(圖2所示) 之間的串擾信號或互阻抗發(fā)生變化時，重復(fù)地校正超聲數(shù)據(jù)。CN 102525555 A
圖5是按照一個實施例、用于在聲學(xué)上確定超聲系統(tǒng)100(圖1所示)的電操作特性的方法500的流程圖。方法500可與超聲系統(tǒng)100(圖1所示)結(jié)合用于確定超聲系統(tǒng) 100的操作特性，并且基于確定的操作特性來校正由超聲系統(tǒng)100獲取的超聲數(shù)據(jù)。與方法 300(圖3所示)相似，方法500能夠用于確定和校正超聲系統(tǒng)100的通道之間的串擾信號， 和/或校正超聲系統(tǒng)100的電缺陷，例如通道之間的變化時間偏差、影響所獲取信號的換能器元件104(圖1所示)之間的制造差異、通道-通道變化等等。確定的串擾信號可包括電串擾信號(例如，由一個通路上的超聲信號的傳輸而在另一個通路上感應(yīng)的串擾信號)和/ 或機械串擾信號(例如，由一個換能器元件104的振動在另一個換能器元件上感應(yīng)的串擾信號)。可通過例如從超聲信號中減去或者以其它方式濾波電串擾信號和/或機械串擾信號，來校正超聲信號。方法500可用來代替方法300(圖3所示)或者與其結(jié)合。例如，方法500可用于在使用超聲系統(tǒng)100(圖1所示)獲取圖像之前或之后、例如當制造、維修或改造超聲系統(tǒng) 100時或者在圖像獲取之間，來確定通道的電操作特性和/或機械操作特性。相比之下，方法300可在圖像獲取過程期間使用，如上所述。在502，測試超聲脈沖沿測試方向傳送到超聲探頭102(圖1所示)的換能器元件 104(圖1所示)。超聲脈沖的外部源用于以預(yù)定角度將測試脈沖傳送到換能器元件104。 在一個實施例中，脈沖可稱作非成像測試脈沖，因為脈沖沒有用于生成主體的可視圖像。繼續(xù)參照圖5，圖6是按照一個實施例的外部超聲脈沖源600和換能器元件408、 410,412,414的框圖。脈沖源600可以是另一個超聲探頭或者能夠以多種角度將測試脈沖 602傳送到換能器元件408、410、412、414的其它裝置。在所示實施例中，脈沖源600以相對換能器元件408、410、412、414的斜角604將測試脈沖602傳送到換能器元件408、410、412、 414。脈沖源600和換能器元件408、410、412、414可定位在已知環(huán)境中、例如在水箱中，以便執(zhí)行結(jié)合方法500所述的操作的至少一些。在504，由換能器元件408、410、412、414來接收測試脈沖602。取決于換能器元件 408、410、412、414的位置和/或角度604，換能器元件408、410、412、414可在不同時間接收或檢測測試脈沖602。例如，部署成更靠近脈沖源600的換能器元件412、414可在位于遠離脈沖源600的換能器元件408、410之前接收測試脈沖602。換能器元件408、410、412、414可在測試脈沖602的接收期間振動。換能器元件 408、410、412、414機械耦合成使得換能器元件408、410、412、414之一的振動引起一個或多個其它相鄰或附近換能器元件408、410、412、414的振動。相鄰或附近換能器元件408、410、 412,414的振動能夠在相鄰或附近換能器元件408、410、412、414的通路和通道上產(chǎn)生機械
串擾信號。換能器元件408、410、412、414基于測試脈沖602來生成原始模擬超聲數(shù)據(jù)606、 608、610、612。超聲數(shù)據(jù)606、608、610、612沿通道426、428、430、432來運送，如上所述。超聲數(shù)據(jù)606、608、610、612通過通道似6、似8、430、432的傳輸和/或一個或多個換能器元件 408、410、412、414的振動在其它通道426、428、430、432上感應(yīng)信號。例如，沿通道430運送的超聲數(shù)據(jù)610在通道432上感應(yīng)電串擾信號614。沿通道432運送的超聲數(shù)據(jù)612在通道似6、似8、430上感應(yīng)電串擾信號616、618、620。在一個實施例中，串擾信號616、618、620 的一個或多個包括電分量和/或機械分量。例如，串擾信號616、618、620的一個或多個可包括電串擾信號和/或機械串擾信號。在506，沿通道似6、似8、430、432運送的信號由超聲系統(tǒng)100 (圖1所示)接收。 例如，處理器116 (圖1所示)可接收由沿通道似6、似8、430、432接收的模擬超聲數(shù)據(jù)所組成的超聲信號。在508，檢查沿通道似6、似8、430、432運送的超聲信號的操作特性，以便確定超聲信號是表示從測試脈沖602獲取的超聲數(shù)據(jù)還是表示超聲系統(tǒng)100(圖1所示)中的缺陷。 例如，檢查超聲信號，以便確定超聲信號是表示超聲回波還是串擾信號(電串擾信號和/或機械串擾信號)、線纜110 (圖1所示)的彎曲、通道4 、似8、430和432之間的時間偏差、 換能器元件408、410、412和414中的缺陷等等。操作特性能夠表示沿通道運送的信號與預(yù)計或預(yù)定信號之間的差。例如，在換能器元件408、410、412、414傳送的超聲脈沖可以是沿預(yù)定角度傳送的預(yù)定脈沖。預(yù)定脈沖可與預(yù)計由換能器元件408、410、412、414來接收的信號關(guān)聯(lián)。在所示實施例中，操作特性表示串擾信號614、616、618、620。例如，操作特性包括表示串擾信號614、616、618、620的一個或多個測量、參數(shù)或指標，例如串擾信號614、616、 618,620的能量、電壓、頻率、時長或存在。能由沿通道426、428、430、432傳送的超聲數(shù)據(jù) 606、608、610、612和/或一個或多個換能器元件的振動而在通道426、428、430、432中感應(yīng)串擾信號614、616、618、620。例如，通道432的超聲數(shù)據(jù)612感應(yīng)通道426、428、430的串擾信號616、618、620，而通道430的超聲數(shù)據(jù)610感應(yīng)通道432的串擾信號614。在510，確定沿通道似6、似8、430、432所傳遞的信號是表示超聲數(shù)據(jù)還是其它電缺陷。例如，將沿通道運送的串擾信號、超聲數(shù)據(jù)和/或其它信號與一個或多個預(yù)定波形屬性進行比較，以便確定信號和/或數(shù)據(jù)是表示缺陷(例如電串擾和/或機械串擾)還是超聲數(shù)據(jù)。波形屬性與基于測試脈沖602的預(yù)計超聲信號關(guān)聯(lián)。例如，波形屬性可包括與包括超聲數(shù)據(jù)的預(yù)計信號關(guān)聯(lián)的波形段的幅度、頻率、能量、時長、開始或起始時間、終止或結(jié)束時間和/或形狀。波形屬性能夠存儲在內(nèi)部存儲器212(圖2所示)中，供與接收的信號的波形進行比較。基于信號616的幅度與存儲器212中存儲的預(yù)定波形幅度之間的比較，信號616 可被識別為超聲數(shù)據(jù)或串擾。針對通道426，波形屬性可包括比串擾信號616的幅度更大但比超聲數(shù)據(jù)606更小或者至少同樣大(as least as large as)的幅度。因此，串擾信號 616的更小幅度可指示串擾信號616不是表示與測試脈沖602關(guān)聯(lián)的超聲數(shù)據(jù)，而超聲數(shù)據(jù)606的更大幅度指示超聲數(shù)據(jù)606表示與測試脈沖602關(guān)聯(lián)的超聲數(shù)據(jù)。備選地，可將一個或多個其它波形屬性與串擾信號616和超聲數(shù)據(jù)606的每個進行比較。基于串擾信號 616與超聲數(shù)據(jù)606之間的差，將串擾信號616識別為表示串擾，而將超聲數(shù)據(jù)606識別為表示測試脈沖602。關(guān)于沿通道似6、似8、430、432運送的信號是表示電缺陷還是超聲數(shù)據(jù)的確定能夠?qū)νǖ?26、428、430、432的全部或子集重復(fù)進行。表示非超聲數(shù)據(jù)的信號(例如，串擾信號614、616、618、620)可與用以將測試脈沖 602定向到換能器元件408、410、412、414的角度604關(guān)聯(lián)。例如，串擾信號614、616、618、 620可存儲在將串擾信號614、616、618、620與測試脈沖602和/或用以將測試脈沖602傳送到換能器元件408、410、412、414的角度604關(guān)聯(lián)的存儲器212 (圖2所示)的數(shù)據(jù)庫或表中。
在512，確定是否將附加測試脈沖傳送到超聲探頭102(圖1所示)?？蓪⒏郊映暶}沖傳送到超聲探頭102和換能器元件408、410、412、414，以便識別哪些電缺陷(例如， 串擾信號)在以其它角度將超聲脈沖傳送到換能器元件408、410、412、414時發(fā)生。如果沒有將附加超聲脈沖傳送到探頭102 (圖1所示)，則方法500的流進入514。 備選地，如果將一個或多個超聲脈沖傳送到探頭102(圖1所示)，則方法500的流程返回到502，其中以與用以將超聲脈沖傳送到探頭102的一個或多個先前角度不同的角度將另一個超聲脈沖傳送到探頭102。圖7是按照一個實施例的外部超聲脈沖源600和換能器元件408、410、412、414的框圖。如圖7所示，脈沖源600可沿角度704所定義的測試方向?qū)⒘硪粋€非成像測試脈沖 702傳送到換能器元件408、410、412、414。以與沿其中傳送測試脈沖602的角度604(圖6 所示)不同的角度704來傳送這個附加測試脈沖702。測試脈沖702由換能器元件408、410、412、414來接收，并且換能器元件408、410、 412,414生成包含超聲數(shù)據(jù)706、708、710、712的信號。超聲數(shù)據(jù)706、708、710、712沿通道 426,428,430,432作為超聲信號來運送。與以上結(jié)合測試脈沖602所述的相似，能夠由超聲數(shù)據(jù)706、708、710、712和/或由一個或多個換能器元件408、410、412、414的振動在通道 426,428,430,432中感應(yīng)除了超聲數(shù)據(jù)信號之外的信號、如串擾信號714、716、718、720。如上所述，分析串擾信號714、716、718、720和/或超聲數(shù)據(jù)706、708、710、712的一個或多個波形屬性，以便確定測試脈沖702的接收生成串擾信號714、716、718、720。與測試脈沖702 和/或用以傳送測試脈沖702的角度704關(guān)聯(lián)的串擾信號714、716、718、720可存儲在存儲器212(圖2所示)中?；氐綀D5所示方法500的論述，方法500可按照逐個循環(huán)的方式來收集與由換能器元件408、410、412、414在超聲脈沖以不同角度被接收時接收、生成或感測的操作特性 (例如串擾信號)有關(guān)的信息。與以不同角度接收的超聲脈沖關(guān)聯(lián)的操作特性的集合用于在將來的超聲脈沖被接收時濾波或去除由通道似6、似8、430、432運送的非超聲數(shù)據(jù)信號， 如下面進行描述的。在514，一個或多個成像超聲脈沖由超聲探頭傳送。超聲系統(tǒng)100(圖1所示)沿通道似6、似8、430、432將控制信號傳送到換能器元件408、410、412、414。控制信號激發(fā)換能器元件408、410、412、414來生成超聲脈沖，超聲脈沖從探頭102發(fā)射。將超聲脈沖定向到被成像主體中，以便生成回波。在516，回波由探頭接收，并且基于回波來生成超聲數(shù)據(jù)。換能器元件408、410、 412、414接收回波，并且生成模擬原始超聲數(shù)據(jù)。模擬原始超聲數(shù)據(jù)沿通道426、428、430、 432來傳送。在518，基于以測試脈沖602、702為基礎(chǔ)測量的操作特性來修改沿通道426、428、 430,432的一個或多個運送的超聲數(shù)據(jù)。在一個實施例中，從超聲數(shù)據(jù)中減去或者以其它方式濾波在以與成像超聲脈沖相同或相似的角度將測試脈沖(一個或多個)導(dǎo)向探頭 102(圖1所示)時確定的操作特性。例如，如果以轉(zhuǎn)向角得到回波，則可從換能器元件408、 410、412、414生成的超聲數(shù)據(jù)中減去或濾波在以與轉(zhuǎn)向角相同或基本相同的角度將測試脈沖導(dǎo)向探頭102時確定的串擾信號。如上所述，通道的操作特性的測量可在圖像獲取之前執(zhí)行。然后，可從圖像獲取期間生成的超聲數(shù)據(jù)中濾波操作特性(例如，串擾信號)。在另一個實施例中，操作特性可在成像獲取期間確定。例如，不是在圖像獲取之前傳送非成像測試脈沖以確定操作特性，而是可使用成像超聲脈沖來確定操作特性。超聲脈沖由換能器元件408、410、412、414傳送到被成像主體。如果被成像主體相對超聲探頭102(圖1所示)的近似位置和/或取向為已知， 則沿其中接收超聲回波的近似返回路徑可以為已知。例如，沿其中接收超聲回波的角或多個角可以為已知，使得串擾信號可對第一成像超聲脈沖來確定，并且用于濾波從沿第一成像脈沖的相同或近似相同角度傳送的后續(xù)成像超聲脈沖所得到的超聲數(shù)據(jù)。
按照一個實施例，方法300和/或500 (圖3和圖5所示)的選擇和使用可基于探頭102(圖1所示)的操作特性發(fā)生變化的頻度和速度。例如，如果換能器元件408、410、 412,414(圖4所示)的操作特性及關(guān)聯(lián)的一個或多個角度604、704在系統(tǒng)100 (圖1所示)的使用期間是相對固定的或者沒有明顯變化，則方法500可用于最初確定操作特性，并且校正隨后得到的超聲數(shù)據(jù)。如果操作特性在系統(tǒng)100的使用期間發(fā)生變化(例如，通過線纜110(圖1所示)的彎曲)，則方法300可在圖像獲取期間重復(fù)使用。在另一個實施例中，方法300和方法500均用于校正超聲數(shù)據(jù)，以便去除不希望的操作特性。
在一個實施例中，方法500 (圖5所示)可用于得到與一種類型或一類超聲探頭的通道關(guān)聯(lián)的操作特性的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫可被復(fù)制并且上載到作為相同或相似類型的超聲探頭的一組探頭的每個的存儲器212(圖2所示)。數(shù)據(jù)庫可用于校準相同類型的探頭。例如，一旦建立數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫可下載到其它相似類型的探頭102的內(nèi)部存儲器212，并且由相似探頭102用于校正串擾信號。超聲探頭102可以是基于探頭102的幾何形狀、尺寸、組成等的相似或相同類型。備選地，方法500可用于得到若干探頭的每個的數(shù)據(jù)庫。例如，在總是使用探頭對主體進行成像之前(或者在探頭的服務(wù)期限期間定期地)，方法500可用于生成或更新數(shù)據(jù)庫。然后，探頭可參考數(shù)據(jù)庫，以便從接收的超聲數(shù)據(jù)中濾波或減少不希望的操作特性(例如，串擾信號)。
在另一個實施例中，可生成串擾信號的仿真模型。例如，可對由沿另一個通道運送的超聲信號在通道上感應(yīng)的串擾信號建?；蛘呓朴嬎悖鵁o需物理地測量沿任何通道運送的串擾信號。仿真模型可以是關(guān)聯(lián)當超聲信號沿通道運送時在超聲系統(tǒng)的通道上感應(yīng)的預(yù)計串擾信號的計算機生成模型。該模型被下載到超聲系統(tǒng)100(圖1所示)的存儲器 212 (圖2所示)，并且用于從隨后獲取的超聲信號中減去或去除串擾信號。
在一個實施例中，對通道的一個或多個確定的串擾信號可用于修改控制或發(fā)射信號。例如，串擾信號可用于修改運送給超聲探頭的換能器元件的控制信號，以便使換能器元件發(fā)射一個或多個超聲脈沖?？纱_定一個或多個通道的控制信號，并且可在沿通道傳遞控制信號之前從控制信號中去除、濾波或減去一個或多個通道的先前確定的串擾信號(一個或多個)。
圖8示出超聲處理器模塊800的示范框圖，它可實施為圖1的處理器116或者它的一部分。超聲處理器模塊800在概念上示為子模塊的集合，但是可采用專用硬件板、DSP、 處理器等的任何組合來實現(xiàn)。備選地，圖8的子模塊可采用具有單個處理器或多個處理器的現(xiàn)貨供應(yīng)PC來實現(xiàn)，其中的功能操作分布于處理器之間。作為另一個選項，圖8的子模塊可采用混合配置來實現(xiàn)，其中，某些模塊化功能采用專用硬件來執(zhí)行，而剩余模塊化功能則采用現(xiàn)貨供應(yīng)PC等等來執(zhí)行。子模塊還可實現(xiàn)為處理單元中的軟件模塊。
圖8所示的子模塊的操作可由本地超聲控制器802或者由處理器模塊800來控制。處理器模塊800可接收若干形式之一的超聲數(shù)據(jù)804。超聲數(shù)據(jù)804可包括超聲數(shù)據(jù) 606、608、610、612、706、708、710、712(圖4、圖6和圖7所示)。在圖8的實施例中，接收的超聲數(shù)據(jù)804構(gòu)成表示與各數(shù)據(jù)樣本關(guān)聯(lián)的實數(shù)分量和虛數(shù)分量的I、Q數(shù)據(jù)對。將I、Q數(shù)據(jù)對提供給彩色流模塊或子模塊806、功率多普勒模塊或子模塊808、B模式模塊或子模塊 810、頻譜多普勒模塊或子模塊812和M模式模塊或子模塊814中的一個或多個?？蛇x地， 可包括其它子模塊，例如聲音輻射力脈沖(ARFI)模塊或子模塊816以及組織多普勒(TDE) 模塊或子模塊818等等。
子模塊806、808、810、812、814、816、818的每個配置成按照對應(yīng)方式來處理I、Q數(shù)據(jù)對，以便生成彩色流數(shù)據(jù)820、功率多普勒數(shù)據(jù)822、B模式數(shù)據(jù)824、頻譜多普勒數(shù)據(jù)826、 M模式數(shù)據(jù)擬8、ARFI數(shù)據(jù)830、和組織多普勒數(shù)據(jù)832，它們?nèi)靠稍诤罄m(xù)處理之前暫時存儲在存儲器834(例如圖2所示的存儲器212和/或218)中。例如，B模式子模塊810可生成B模式數(shù)據(jù)824，其中包括多個B模式圖像平面，例如在雙平面或三平面圖像獲取中， 如本文更詳細地進行描述的。數(shù)據(jù)820、822、824、826、828、830、832例如可作為向量數(shù)據(jù)值的集合來存儲，其中各集合定義單獨的超聲圖像幀。向量數(shù)據(jù)值一般基于極坐標系來組織。 備選地，超聲數(shù)據(jù)804可在由子模塊806、808、810、812、814、816、818的一個或多個進行處理之前傳送給波束形成器、如軟件波束形成器200 (圖2所示)。
掃描轉(zhuǎn)換器模塊或子模塊836從存儲器834存取和得到與圖像幀關(guān)聯(lián)的向量數(shù)據(jù)值，并且將向量數(shù)據(jù)值集合轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標，以便生成經(jīng)格式化供顯示的超聲波圖像幀 838。由掃描轉(zhuǎn)換器子模塊836所生成的超聲圖像幀838可以又提供給存儲器834供后續(xù)處理。一旦掃描轉(zhuǎn)換器子模塊836生成與例如B模式圖像數(shù)據(jù)等關(guān)聯(lián)的超聲圖像幀838，則圖像幀可重新存儲在存儲器834中或者通過總線840傳遞給數(shù)據(jù)庫(未示出)、存儲器834 和/或其它處理器。
掃描轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)換為X，Y格式供視頻顯示，以便產(chǎn)生超聲圖像幀。將掃描轉(zhuǎn)換的超聲圖像幀提供給顯示控制器(未示出)，它可包括將視頻映射到灰度映射供視頻顯示的視頻處理器?；叶葓D可表示原始圖像數(shù)據(jù)到顯示灰度級的傳遞函數(shù)。一旦將視頻數(shù)據(jù)映射到灰度值，則顯示控制器控制顯示裝置214 (圖2所示)來顯示圖像幀，其中顯示裝置214 可包括一個或多個監(jiān)視器或顯示窗口。從其中各數(shù)據(jù)指示顯示器中的相應(yīng)像素的強度或亮度的數(shù)據(jù)的圖像幀中產(chǎn)生顯示裝置214中顯示的圖像。
2D視頻處理器模塊或子模塊842組合從不同類型的超聲信息生成的幀的一個或多個。例如，通過將一種類型的數(shù)據(jù)映射到灰度圖并且將另一種類型的數(shù)據(jù)映射到供視頻顯示的彩色圖，2D視頻處理器子模塊842可組合不同的圖像幀。在最終的顯示的圖像中，彩色像素數(shù)據(jù)可重疊在灰度像素數(shù)據(jù)上，以便形成單個多模圖像幀844 (例如，功能圖像)，它再次重新存儲在存儲器834中或者通過總線840傳遞。圖像的連續(xù)幀可作為電影環(huán)(cine loop)存儲在存儲器834中。電影環(huán)表示捕獲向用戶顯示的圖像數(shù)據(jù)的先進先出循環(huán)圖像緩沖器。用戶可通過在用戶接口 216輸入定格命令來定格電影環(huán)。用戶接口 216可包括例如鍵盤和鼠標以及與將信息輸入到超聲系統(tǒng)100(圖1所示)關(guān)聯(lián)的所有其它輸入控件。
3D處理器模塊或子模塊846還由用戶接口 216來控制，并且存取存儲器834，以便得到3D超聲圖像數(shù)據(jù)，以及例如通過已知的體積渲染或表面渲染算法來生成三維圖像。三16維圖像可采用多種成像技術(shù)來生成，例如射線投射、最大強度像素投影等等。
圖1的超聲系統(tǒng)100可包含在諸如膝上型計算機或袖珍系統(tǒng)之類的小型系統(tǒng)中以及在較大控制臺類型系統(tǒng)中。圖9和圖10示出小型系統(tǒng)，而圖11示出較大系統(tǒng)。
圖9示出具有3D能力的小型化超聲系統(tǒng)900，它具有可配置成獲取3D超聲數(shù)據(jù)或多平面超聲數(shù)據(jù)的探頭902。例如，探頭902可具有先前針對圖1的探頭102和圖4所示的換能器元件408、410、412、414所述的換能器元件904的2D陣列。提供(還可包括集成顯示裝置908的)用戶接口 906，以便接收來自操作員的命令。本文所使用的“小型化”表示超聲系統(tǒng)900是手持或手抬式裝置，或者配置成通過人手、口袋、公文包大小的小箱或背包來攜帶。例如，超聲系統(tǒng)900可以是具有典型膝上型計算機大小的手抬式裝置。超聲系統(tǒng) 900是操作員易攜帶的。集成顯示裝置908(例如，內(nèi)部顯示器)配置成顯示例如一個或多個醫(yī)療圖像。
超聲數(shù)據(jù)可經(jīng)由有線或無線網(wǎng)絡(luò)912(或者直接連接，例如經(jīng)由串行或并行線纜或USB端口)發(fā)送到外部裝置910。在一些實施例中，外部裝置910可以是計算機或者具有顯示器的工作站或者多種實施例的DVR。備選地，外部裝置910可以是能夠從手抬式超聲系統(tǒng)900接收圖像數(shù)據(jù)并且能夠顯示或打印分辨率大于集成顯示裝置908的圖像的分離的外部顯示器或者打印機。
圖10示出手抬式或袖珍超聲成像系統(tǒng)1000，其中顯示裝置1002和用戶接口 1004 形成單個主體或單元。作為舉例，袖珍超聲成像系統(tǒng)1000可以是大約2英寸寬、大約4英寸長和大約0. 5英寸厚、重量小于3盎司的袖珍或手掌大小的超聲系統(tǒng)。袖珍超聲成像系統(tǒng)1000 —般包括顯示裝置1002 ；用戶接口 1004，它可包括或者可以不包括鍵盤類型接口以及用于連接到掃描裝置、如超聲探頭1006的輸入/輸出(I/O)端口。顯示裝置1002可以是例如320X320像素彩色IXD顯示器(其上可顯示醫(yī)療圖像1008)。按鈕1012的打字機式鍵盤1010可以可選地包含在用戶接口 1004中。
可按照系統(tǒng)操作模式(例如，顯示不同的視圖)分別向多功能控件1014指配功能。因此，多功能控件1014的每個可配置成提供多個不同動作。與多功能控件1014關(guān)聯(lián)的標簽顯示區(qū)1016可根據(jù)需要包含在顯示裝置1002上。系統(tǒng)1000可具有用于專用功能的附加按鍵和/或控件1018，它們可包括但不限于“定格”、“深度控制”、“增益控制”、“彩色模式”、“打印”和“存儲”。
標簽顯示區(qū)1016的一個或多個可包括標簽1020，以便指示被顯示的視圖，或者允許用戶選擇要顯示的被成像對象的不同視圖。不同視圖的選擇還可通過關(guān)聯(lián)多功能控件 1014來提供。顯示裝置1002還可具有文本顯示區(qū)1022，用于顯示與所顯示圖像視圖相關(guān)的信息(例如，與所顯示圖像關(guān)聯(lián)的標簽)。
應(yīng)當注意，多種實施例可結(jié)合具有不同尺寸、重量和功率消耗的小型化或小型超聲系統(tǒng)來實現(xiàn)。例如，袖珍超聲成像系統(tǒng)1000和小型化超聲系統(tǒng)900可提供與系統(tǒng)100 (圖 1所示)相同的掃描和處理功能性。
圖11示出設(shè)置在活動底座1102上的超聲成像系統(tǒng)1100。便攜超聲成像系統(tǒng)1100 又可稱作基于推車的系統(tǒng)。提供顯示裝置1104和用戶接口 1106，并且應(yīng)當理解，顯示裝置 1104可與用戶接口 1106分離或者是可分離的。用戶接口 1106可選地可以是觸摸屏，從而允許操作員通過觸摸所顯示的圖形、圖標等選擇選項。
用戶接口 1106還包括控制按鈕1108，它們可用于根據(jù)需要和/或按照通常所提供的來控制便攜超聲成像系統(tǒng)1100。用戶接口 1106提供多個界面選項，用戶可物理地操作界面選項來與可顯示的超聲數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)進行交互，以及輸入信息以及設(shè)置、改變掃描參數(shù)和觀看角等等。例如，可提供鍵盤1110、軌跡球1112和/或多功能控件1114。
應(yīng)當注意，多種實施例可通過硬件、軟件或者它們的組合來實現(xiàn)。多種實施例和/ 或組件(例如，模塊)或者、其中的組件和控制器也可實現(xiàn)為一個或多個計算機或處理器的組成部分。計算機或處理器可包括計算裝置、輸入裝置、顯示單元以及例如用于訪問因特網(wǎng)的接口。計算機或處理器可包括微處理器。微處理器可連接到通信總線。計算機或處理器還可包括存儲器。存儲器可包括隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。計算機或處理器還可包括存儲裝置，它可以是硬盤驅(qū)動器或可拆卸存儲裝置，例如軟盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器等。存儲裝置也可以是用于將計算機程序或其它指令加載到計算機或處理器中的其它類似部件。
本文所使用的術(shù)語“計算機”或“模塊”可包括任何基于處理器或者基于微處理器的系統(tǒng)，其中包括使用微控制器、精簡指令集計算機(RISC)、ASIC、邏輯電路以及能夠運行本文所述的功能的任何其它電路或處理器的系統(tǒng)。上述示例只是示范性的，因而并不是意在以任何方式限制術(shù)語“計算機”的定義和/或含意。
計算機或處理器運行一個或多個存儲元件中存儲的指令集，以便處理輸入數(shù)據(jù)。 存儲元件還可根據(jù)期望或需要存儲數(shù)據(jù)或其它信息。存儲元件可采取處理機內(nèi)的信息源或物理存儲器元件的形式。
指令集可包括多種命令，它們指示作為處理機的計算機或處理器執(zhí)行例如本發(fā)明的多種實施例的方法和過程的特定操作。指令集可采取軟件程序的形式。軟件可采取多種形式，例如系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件，并且可實施為有形和非暫時計算機可讀介質(zhì)。此外，軟件可采取分離的程序或模塊的集合、較大程序中的程序模塊或者程序模塊的一部分的形式。 軟件還可包括采取面向?qū)ο缶幊痰哪K編程。由處理機對輸入數(shù)據(jù)的處理可響應(yīng)操作員命令、或者響應(yīng)先前處理的結(jié)果、或者響應(yīng)另一個處理機所進行的請求而進行。
本文所使用的術(shù)語“軟件”和“固件”是可互換的，并且包括存儲器中存儲供計算機執(zhí)行的任何計算機程序，其中存儲器包括RAM存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM 存儲器和非易失性RAM(NVRAM)存儲器。上述存儲器類型只是示范性的，并因而并不是限制可用于存儲計算機程序的存儲器的類型。
要理解，以上描述只是說明性而不是限制性的。例如，上述實施例(和/或其方面)可相互結(jié)合使用。另外，可對多種實施例的教導(dǎo)進行多種修改以適合具體情況或材料， 而沒有背離其范圍。雖然本文所述材料的尺寸和類型意在定義多種實施例的參數(shù)，但是實施例決不是限制性的，而是示范實施例。通過閱讀以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會清楚地知道許多其它實施例。因此，多種實施例的范圍應(yīng)當參照所附權(quán)利要求連同這類權(quán)利要求涵蓋的完整等效范圍共同確定。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“其中”用作相應(yīng)術(shù)語“包含”和“其中”的普通英語等效體。此外，在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三” 等只用作標記，而不是意在對它們的對象施加數(shù)字要求。此外，所附權(quán)利要求的限制并不是按照部件加功能格式編寫的，并且不是意在根據(jù)美國專利法第112條第六款來解釋，除非這類要求權(quán)益的限制明確使用詞語“用于...的部件”并跟隨沒有進一步結(jié)構(gòu)的功能陳述。
本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明，以及還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實踐本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求確定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果此類其它示例包括與權(quán)利要求字面語言無不同的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們具有與權(quán)利要求字面語言無實質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們規(guī)定為在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。0107]配件表0108]超聲系統(tǒng)1000109]探頭1020110]換能器元件1040111]端1060112]傳送器/接收器1080113]線纜1100114]數(shù)據(jù)總線1120115]后端1140116]處理器1160117]波束形成器2000118]傳導(dǎo)通路2020119]傳送器2040120]接收器2060121]ADC 2080122]解調(diào)器2100123]存儲器2120124]顯示裝置2140125]用戶接口 2160126]外部存儲器2180127]信號發(fā)生器2200128]方法3000129]通道 400、402、404、4060130]換能器元件 404、406、408、410、412、4140131]測試信號4160132]串擾信號4180133]串擾信號4200134]時滯4220135]時滯似40136]通道4260137]通道4280138]通道4300139]通道4320140]方法5000141]脈沖源6000142]測試脈沖6020143]角6040144]超聲數(shù)據(jù)6060145]超聲數(shù)據(jù)6080146]超聲數(shù)據(jù)6100147]超聲數(shù)據(jù)6120148]串擾信號6140149]串擾信號6160150]串擾信號6180151]串擾信號6200152]測試脈沖7020153]角7040154]超聲數(shù)據(jù)7060155]超聲數(shù)據(jù)7080156]超聲數(shù)據(jù)7100157]超聲數(shù)據(jù)7120158]串擾信號7140159]串擾信號7160160]串擾信號7180161]串擾信號720
超聲處理器模塊800
超聲控制器802
超聲數(shù)據(jù)804
子模塊806
子模塊808
子模塊810
子模塊812
子模塊814
子模塊816
子模塊818
彩色流數(shù)據(jù)820
功率多普勒數(shù)據(jù)822
B模式數(shù)據(jù)824
頻譜多普勒數(shù)據(jù)826
M模式數(shù)據(jù)828
ARFI 數(shù)據(jù) 830
組織多普勒數(shù)據(jù)832
存儲器834
轉(zhuǎn)換器子模塊836
超聲圖像幀838
總線840
處理器子模塊842
圖像幀844
子模塊846
超聲系統(tǒng)900
探頭902
換能器元件904
用戶接口 906
集成顯示裝置908
外部裝置910
有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)
超聲成像系統(tǒng)1000
顯示裝置1002
用戶接口 1004
超聲探頭1006
醫(yī)療圖像1008
打字機式鍵盤1010
按鈕1012
多功能控件1014
標簽顯示區(qū)1016
控件1018
標簽1020
文本顯示區(qū)1022
超聲成像系統(tǒng)1100
底座1102
顯示裝置1104
用戶接口 1106
控制按鈕1108
鍵盤1110
軌跡球1112
多功能控件111權(quán)利要求
1.一種用于校正超聲數(shù)據(jù)的方法(300、500)，所述方法包括使用具有與包括傳導(dǎo)通路(20 的多個通道(402、404、406、408、426、428、430、432)關(guān)聯(lián)的多個換能器元件(104)的超聲探頭(10 來獲取超聲數(shù)據(jù)；沿所述通道(402、404、406、408、426、428、430、43幻的所述傳導(dǎo)通路(20 將所述超聲數(shù)據(jù)作為接收的超聲信號來傳遞；以及確定由所述接收的超聲信號沿所述通道002、404、406、408、似6、似8、430、432)的傳遞或者所述換能器元件(104)的一個或多個的振動中的至少一個而在所述通道002、404、 406,408,426,428,430,432)的一個或多個中生成的串擾信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法(300、500)，還包括從所述超聲探頭(10 傳送超聲脈沖、 接收一個或多個隨后獲取的超聲信號、以及基于所述串擾信號來修改所述隨后獲取的超聲信號的一個或多個。
3.如權(quán)利要求1所述的方法(300、500)，其中，所述通道(402、404、406、408、426、428、 430,432)的感應(yīng)通道(430)基于所述超聲信號的傳遞而在所述通道002、404、406、408、 426,428,430,432)的不同的被感應(yīng)通道(428、43幻上產(chǎn)生所述串擾信號，所述感應(yīng)通道 (430)和所述被感應(yīng)通道(428、43幻包括具有電分離傳導(dǎo)通路O02)的分離通道002、 404、406、408、426、428、430、43幻。
4.如權(quán)利要求1所述的方法(300)，其中，所述確定包括通過沿所述通道002、404、 406、408、426、428、430、43幻的感應(yīng)通道(430)傳送測試信號，并且識別在所述通道002、 404,406,408,426,428,430,432)的被感應(yīng)通道0觀、432)中產(chǎn)生的所述串擾信號，來電確定所述串擾信號，所述感應(yīng)通道和被感應(yīng)通道(428、430、43幻是電分離通道002、404、 406、408、426、428、430、432)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法(300)，還包括從所述超聲探頭(10 傳送超聲脈沖，以便對主體進行成像，其中所述電確定所述串擾信號在多個所述超聲脈沖的傳輸之間發(fā)生。
6.一種超聲系統(tǒng)(100)，包括超聲探頭(102)，配置成獲取超聲回波并基于所述超聲回波來傳送超聲信號；與所述超聲探頭(102)關(guān)聯(lián)的多個通道^)2、404、406、408、似6、似8、430、432)，所述通道(402、404、406、408、426、428、430、43幻包括配置成傳遞所述超聲信號的傳導(dǎo)通路 (202)；以及與所述通道(402、404、406、408、426、428、430、43幻通信地耦合的處理器(116)，所述處理器(116)監(jiān)測所述通道002、404、406、408、似6、似8、430、432)，以便確定由所述超聲信號沿所述傳導(dǎo)通路(20 的傳遞而在所述通道(402、404、406、408、426、428、430、432)的所述傳導(dǎo)通路的一個或多個上感應(yīng)的串擾信號。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述超聲探頭(102)配置成傳送超聲脈沖并且接收一個或多個隨后獲取的超聲信號，所述處理器(116)配置成基于所述串擾信號來修改所述隨后獲取的超聲信號的一個或多個。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述多個通道002、404、406、408、似6、似8、 430,432)包括感應(yīng)通道(430)和分離的被感應(yīng)通道0觀、432)，所述感應(yīng)通道(430)通過所述超聲信號的一個或多個沿所述感應(yīng)通道G30)的傳遞而在所述被感應(yīng)通道0觀、432) 上產(chǎn)生所述串擾信號。CN 102525555 A
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100)，還包括信號發(fā)生器020)，所述信號發(fā)生器Q20) 配置成將測試信號注入所述通道002、404、406、408、似6、似8、430、432)的一個或多個上， 所述處理器(116)通過監(jiān)測所述通道002、404、406、408、似6、似8、430、432)以確定由所述測試信號在所述通道的一個或多個上感應(yīng)的所述串擾信號，來電確定所述串擾信號。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述處理器(116)通過在所述超聲探頭接收外部生成的超聲脈沖之后監(jiān)測所述通道002、404、406、408、似6、似8、430、432)以確定由所述外部生成的超聲脈沖在所述通道002、404、406、408、似6、似8、430、432)的一個或多個上感應(yīng)的所述串擾信號，在聲學(xué)上確定所述串擾信號。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為“用于校正超聲數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)”。一種用于校正超聲數(shù)據(jù)的方法，包括使用具有多個換能器元件的超聲探頭來獲取超聲數(shù)據(jù)，其中多個換能器元件與包括傳導(dǎo)通路的多個通道關(guān)聯(lián)；以及沿通道的傳導(dǎo)通路作為接收的超聲信號來傳遞超聲數(shù)據(jù)。方法還包括確定由接收的超聲信號沿通道的傳遞或者換能器元件的一個或多個的振動中的至少一個而在通道的一個或多個中生成的串擾信號。在一個方面中，方法還包括基于串擾信號來修改沿通道傳遞的一個或多個隨后獲取的超聲信號。
文檔編號A61B8/00GK102525555SQ20111038526
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者A·索庫林, B·H·海德, J-F·熱利, K·W·里比, K·克里斯托弗森 申請人:通用電氣公司