被檢體信息獲取裝置及其控制方法
【專利摘要】一種被檢體信息獲取裝置及其控制方法。所采用的被檢體信息獲取裝置包括：探測器，包括多個(gè)轉(zhuǎn)換元件，其將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體，并且將反射波轉(zhuǎn)換為時(shí)間序列接收信號；以及處理器，使用從所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件輸出的多個(gè)接收信號以及基準(zhǔn)信號通過應(yīng)用自適應(yīng)信號處理來執(zhí)行頻域干涉法，并且獲得多個(gè)位置的聲學(xué)屬性。所述探測器被配置為使得：當(dāng)布置所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的方向是第一方向和第二方向時(shí)，第二方向上的端部具有比在第二方向上的中間部分低的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓。
【專利說明】被檢體信息獲取裝置及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種被檢體信息獲取裝置及其控制方法。特別地，本發(fā)明涉及用于通 過將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體并且接收被檢體內(nèi)反射的反射波來獲取被檢體信息的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在作為被檢體信息獲取裝置的超聲診斷裝置中，當(dāng)超聲波的波長是λ并且發(fā)送 波數(shù)是η時(shí)，深度方向上的空間分辨率在經(jīng)由脈沖回聲技術(shù)形成圖像數(shù)據(jù)的情況下可以通 常表示為（ηλ)/2。例如，當(dāng)發(fā)送兩個(gè)波長的具有12MHz的中心頻率的超聲波時(shí)，深度方向 上的空間分辨率將近似是0. 13mm。
[0003] 現(xiàn)解釋脈沖回聲技術(shù)。首先，當(dāng)超聲脈沖（聲學(xué)波脈沖）發(fā)送到被檢體時(shí)，超聲波 根據(jù)被檢體內(nèi)的聲學(xué)阻抗差異而受反射并且返回。接下來，接收反射波，并且反射波的接收 信號用于生成圖像數(shù)據(jù)。通常，獲取接收信號的包絡(luò)，并且所獲取的包絡(luò)被轉(zhuǎn)換為亮度值， 以生成圖像數(shù)據(jù)。作為重復(fù)對被檢體內(nèi)的多個(gè)方向或位置發(fā)送并且接收超聲波的結(jié)果，可 以獲取關(guān)于在發(fā)送并且接收超聲波的方向上的多個(gè)掃描線的亮度信息?？梢酝ㄟ^排列關(guān)于 多個(gè)掃描線的亮度信息來對被檢體內(nèi)部進(jìn)行成像。
[0004] 注意，在超聲診斷裝置中，多個(gè)轉(zhuǎn)換元件用于將超聲波轉(zhuǎn)換為電信號，并且通過將 時(shí)移添加到各個(gè)元件之間的接收信號波形，發(fā)送和接收通常都在被檢體內(nèi)得以聚焦。
[0005] 如上所述，雖然可以通過使用脈沖回聲技術(shù)來實(shí)現(xiàn)近似0. 13mm的深度方向上的 空間分辨率，但需要更高的空間分辨率。例如，如果可以進(jìn)一步詳細(xì)觀測頸動脈的血管壁的 層結(jié)構(gòu)，則這可以有助于動脈硬化等的早期檢測。
[0006] 非專利文獻(xiàn)1示出通過執(zhí)行頻域干涉法（FDI方法）和作為自適應(yīng)信號處理的 Capon方法來對血管壁的層結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像的結(jié)果。作為通過使用接收信號并且應(yīng)用FDI方 法來執(zhí)行Capon方法的結(jié)果，可以進(jìn)一步改進(jìn)深度方向（掃描線方向）上的空間分辨率。 然而，這假設(shè)在剪切以用于執(zhí)行FDI處理的在深度方向上的信號范圍（處理范圍）內(nèi)存在 多個(gè)反射層。此外，很有可能來自鄰近反射層的多個(gè)反射波將相互具有高相關(guān)性。當(dāng)自適 應(yīng)信號處理（如Capon方法）直接應(yīng)用于如上所述具有高相關(guān)性的多個(gè)反射波的接收信號 時(shí)，已知不期望的操作（如目標(biāo)信號的消失）傾向于產(chǎn)生。為了減少來自具有前述相關(guān)性 的信號（相關(guān)干涉波）的影響，可以通過附加地使用頻率平均化技術(shù)來將FDI方法和Capon 方法應(yīng)用于反射波的接收信號。
[0007] 此外，在對于具有寬頻帶的聲學(xué)波（例如對于脈沖波）的接收信號采用頻率平均 化技術(shù)時(shí)，使用基準(zhǔn)信號來執(zhí)行接收信號的白化。專利文獻(xiàn)1描述了一種能夠通過使得背 部材料具有分布來抑制旁瓣級別的超聲探測器。
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利申請公開No. H6-125894
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本審查專利公開No. H1-24479
[0010] 專利文獻(xiàn)3 :日本審查專利公開No. H1-24480
[0011] 非專利文獻(xiàn) 1 :Hirofumi Taki, Kousuke Taki, Takuya Sakamoto, Makoto Yamakawa, Tsuyoshi Shiina 和 Toru Sato:Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2010 ； 1:5298-5301.
[0012] 如上所述，基準(zhǔn)信號用在FDI方法所應(yīng)用到的自適應(yīng)信號處理中。該基準(zhǔn)信號越 接近實(shí)際所獲取的反射波形，基于FDI方法所應(yīng)用到的自適應(yīng)信號處理來實(shí)現(xiàn)更高空間分 辨率的效果就越大。
[0013] 然而，實(shí)際上，對于發(fā)送到被檢體中的聲學(xué)波脈沖，波形將取決于其到達(dá)的位置 (反射位置）而改變。特別地，在不同深度的位置處，發(fā)送的聲學(xué)波脈沖的波形傾向于不同。 因此，存在這樣的情況：無法充分產(chǎn)生基于FDI方法所應(yīng)用到的自適應(yīng)信號處理來實(shí)現(xiàn)更 高空間分辨率的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 鑒于上述問題而設(shè)計(jì)本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于：抑制在執(zhí)行FDI方法所應(yīng)用到 的自適應(yīng)信號處理時(shí)的取決于位置的空間分辨率劣化所產(chǎn)生的影響。
[0015] 本發(fā)明提供一種被檢體信息獲取裝置，包括：
[0016] 探測器，包括被配置為將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體、接收被檢體內(nèi)反射的反射波、并且 將反射波轉(zhuǎn)換為時(shí)間序列接收信號的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件；和
[0017] 處理器，被配置為：使用從所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件輸出的多個(gè)接收信號以及基準(zhǔn)信號 通過應(yīng)用自適應(yīng)信號處理來執(zhí)行頻域干涉法，并且獲得被檢體中的多個(gè)位置的聲學(xué)屬性，
[0018] 其中，所述探測器被配置為使得：當(dāng)布置所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的方向是第一方向并 且與第一方向相交的方向是第二方向時(shí)，第二方向上的端部具有比在第二方向上的中間部 分低的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓。
[0019] 本發(fā)明還提供一種被檢體信息獲取裝置，包括：
[0020] 探測器，包括：用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組，具有將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體的多個(gè)轉(zhuǎn)換元 件；用于接收的轉(zhuǎn)換元件組，具有接收被檢體內(nèi)反射的反射波并且將反射波轉(zhuǎn)換為時(shí)間序 列接收信號的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件；和
[0021] 處理器，被配置為使用從所述用于接收的轉(zhuǎn)換元件組輸出的多個(gè)接收信號以及基 準(zhǔn)信號通過應(yīng)用自適應(yīng)信號處理來執(zhí)行頻域干涉法，并且獲得被檢體中的多個(gè)位置的聲學(xué) 屬性，
[0022] 其中，所述探測器被配置為使得：當(dāng)布置用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件 的方向是第一方向并且與第一方向相交的方向是第二方向時(shí)，在所述用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件 組中，第二方向上的端部具有比在第二方向上的中間部分低的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓，或被配 置為使得：在所述用于接收的轉(zhuǎn)換元件組中，聲學(xué)波的接收強(qiáng)度在第二方向上的端部處比 在第二方向上的中間部分處低。
[0023] 本發(fā)明還提供一種被檢體信息獲取裝置的控制方法，所述被檢體信息獲取裝置具 有包括發(fā)送并且接收聲學(xué)波的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的探測器以及處理器，其中所述探測器被配置 為使得當(dāng)布置所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的方向是第一方向并且與第一方向相交的方向是第二方 向時(shí)，第二方向上的端部具有比第二方向上的中間部分低的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓，
[0024] 所述控制方法包括以下步驟：
[0025] 操作所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件以將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體；
[0026] 操作所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件以接收被檢體內(nèi)反射的反射波，并且將反射波轉(zhuǎn)換為時(shí)間 序列接收信號；以及
[0027] 操作所述處理器以使用從所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件輸出的多個(gè)接收信號以及基準(zhǔn)信號 通過應(yīng)用自適應(yīng)信號處理來執(zhí)行頻域干涉法，并且獲得被檢體中的多個(gè)位置的聲學(xué)屬性。
[0028] 本發(fā)明還提供一種被檢體信息獲取裝置的控制方法，所述被檢體信息獲取裝置具 有探測器和處理器，所述探測器包括具有發(fā)送聲學(xué)波的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元 件組以及具有接收反射波的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的用于接收的轉(zhuǎn)換元件組，其中，所述探測器被 配置為使得：當(dāng)布置用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的方向是第一方向并且與第 一方向相交的方向是第二方向時(shí)，在所述用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組中，第二方向上的端部具 有比在第二方向上的中間部分低的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓，或被配置為使得：在所述用于接收 的轉(zhuǎn)換元件組中，聲學(xué)波的接收強(qiáng)度在第二方向上的端部處比在第二方向上的中間部分處 低，
[0029] 所述控制方法包括以下步驟：
[0030] 操作所述用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組以將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體；
[0031] 操作所述用于接收的轉(zhuǎn)換元件組以接收被檢體內(nèi)反射的反射波，并且將反射波轉(zhuǎn) 換為時(shí)間序列接收信號；以及
[0032] 操作所述處理器以使用從所述用于接收的轉(zhuǎn)換元件組輸出的多個(gè)接收信號以及 基準(zhǔn)信號通過應(yīng)用自適應(yīng)信號處理來執(zhí)行頻域干涉法，并且獲得被檢體中的多個(gè)位置的聲 學(xué)屬性。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，可以抑制在執(zhí)行FDI方法所應(yīng)用到的自適應(yīng)信號處理時(shí)的取決于位 置的空間分辨率劣化所產(chǎn)生的影響。
[0034] 從參照附圖的示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1是解釋反射波形的示圖；
[0036] 圖2是解釋當(dāng)圖1所示的反射波形用作接收信號時(shí)的功率強(qiáng)度的示圖；
[0037] 圖3是示出本申請可以應(yīng)用到的被檢體信息獲取裝置的示意圖；
[0038] 圖4是解釋FDI自適應(yīng)處理塊執(zhí)行的處理的流程圖；
[0039] 圖5A至圖5E是解釋轉(zhuǎn)換元件及其發(fā)送聲壓分布的示圖；
[0040] 圖6A是解釋第一實(shí)施例的效果的示圖；
[0041] 圖6B是解釋第一實(shí)施例的效果的示圖；
[0042] 圖7是解釋第一實(shí)施例的效果的示圖；
[0043] 圖8是解釋第一實(shí)施例的效果的示圖；
[0044] 圖9A和圖9B是解釋CMUT的結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0045] 圖10是解釋第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換元件的配置的示圖；
[0046] 圖11A至圖11C是解釋第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)換元件的配置的示圖；
[0047] 圖12是解釋第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)換元件的配置的示圖；
[0048] 圖13是示出第四實(shí)施例的被檢體信息獲取裝置的示意圖；以及
[0049] 圖14是解釋第四實(shí)施例的效果的示圖。

【具體實(shí)施方式】
[0050] 現(xiàn)參照附圖解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，下述組件的大小、材料、形狀和相對 布置將取決于本發(fā)明要應(yīng)用到的裝置的配置和各種條件而適當(dāng)?shù)馗淖?，并且這些實(shí)施例并 非意圖將本發(fā)明的范圍限制為以下描述。
[0051] 發(fā)明人關(guān)注于這樣的事實(shí)：在通過從被檢體接收反射波來執(zhí)行FDI方法所應(yīng)用到 的自適應(yīng)信號處理時(shí)，所發(fā)送的聲學(xué)波的波形取決于該被檢體內(nèi)的位置而變化。隨后，發(fā)明 人發(fā)現(xiàn)，存在這樣的可能性：如果發(fā)送波形的變化所產(chǎn)生的在反射波形與基準(zhǔn)信號的波形 之間存在波形變化，則圖像將劣化。
[0052] 例如，所解釋的是從其中轉(zhuǎn)換元件在一維方向上被布置為一行的探測器發(fā)送聲學(xué) 波的情況。圖1示出在從以一維方式布置多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的線性陣列所發(fā)送的并且在15_ 的深度處聚焦的聲學(xué)波脈沖在llmm、13mm、15mm、17mm和19mm的各個(gè)深度處的波形。在此 所使用的術(shù)語"深度"指代距轉(zhuǎn)換元件的距離。在該示例中，由于發(fā)送焦點(diǎn)在15mm處，因此 在15_的深度處的波形將基本上與發(fā)送波形相同。然而，如圖1顯見，在其它深度（11_、 13mm、17mm、19mm)處，該波形與發(fā)送波形（即在15mm處的波形）不同。特別地，可見，在淺 位置（距離距轉(zhuǎn)換元件很短的位置）處的波形與發(fā)送波形大不相同。
[0053] 圖2示出在通過使用圖1所示的各個(gè)波形作為接收信號并且使用發(fā)送波形（即基 本上與在15mm的深度處的波形相同的波形）作為基準(zhǔn)信號來執(zhí)行FDI方法所應(yīng)用到的自 適應(yīng)信號處理時(shí)的結(jié)果。注意，在圖1的各個(gè)深度處的發(fā)送波形可以被看作基本上與在各 個(gè)深度處的反射波形相同。換句話說，將圖1所示的波形中的每一個(gè)用作接收信號可以被 看作基本上與已經(jīng)從在各個(gè)深度（llmm、13mm、15mm、17mm、19mm)的位置處存在的反射表面 接收反射波形相同。
[0054] 根據(jù)圖2所示的結(jié)果，在基準(zhǔn)信號和接收信號的波形相等的15mm的深度處可以確 認(rèn)高分辨率的效果。然而，在11_的深度的位置處，作為其處理結(jié)果的功率強(qiáng)度示出兩個(gè) 峰，并且由于峰的半寬度也是寬的，因此可知，無法充分獲得高空間分辨率的效果。此外，也 在13mm、17mm和19mm的其它深度處，高空間分辨率的效果比在15mm的深度處所獲得的效 果更低。因此，為了解決該問題，以下實(shí)施例獨(dú)特之處在于：在發(fā)送并且接收超聲波的轉(zhuǎn)換 兀件中的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓（轉(zhuǎn)換效率）被改變。
[0055] 此外，本發(fā)明中所指的聲學(xué)波通常是超聲波，并且包括被稱為音波或超聲波的彈 性波。本發(fā)明的被檢體信息獲取裝置包括將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體，接收被檢體內(nèi)反射的反 射波（反射聲學(xué)波），并且獲取在被檢體中的多個(gè)位置處的聲學(xué)屬性作為數(shù)值或圖像數(shù)據(jù) 的裝置。所獲取的聲學(xué)屬性是反映被檢體中的組織的聲學(xué)阻抗的差異的信息。此外，本發(fā) 明中所指的掃描線是在從探測器發(fā)送的聲學(xué)波的前行方向上所形成的虛擬線。
[0056] 〈基本實(shí)施例〉
[0057] 現(xiàn)參照附圖解釋本發(fā)明實(shí)施例。作為一般規(guī)則，相同的構(gòu)成要素被給予相同標(biāo)號， 并且省略其解釋。
[0058] (被檢體信息獲取裝置的基本配置）
[0059] 圖3是示出本申請可以應(yīng)用到的被檢體信息獲取裝置的示意圖。該實(shí)施例的被檢 體信息獲取裝置包括含有多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002的探測器001、接收電路005、發(fā)送電路003、相 位調(diào)整/加法塊006和FDI自適應(yīng)處理塊007。被檢體信息獲取裝置附加地包括圖像處理 塊010和系統(tǒng)控制單元004。
[0060] 在該實(shí)施例中，通過至少包括接收電路005、發(fā)送電路003、相位調(diào)整/加法塊006 和FDI自適應(yīng)處理塊007來構(gòu)成處理器。處理器可以附加地包括系統(tǒng)控制單元004和圖像 處理塊010。
[0061] 探測器001是將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體000并且接收在被檢體中的多個(gè)位置處所反 射的反射波的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)，并且包括將聲學(xué)波轉(zhuǎn)換為電信號（時(shí)間序列接收信號）的 多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002。作為轉(zhuǎn)換元件，所使用的可以是諸如使用壓電現(xiàn)象的壓電元件之類的轉(zhuǎn) 換元件、使用光學(xué)諧振的轉(zhuǎn)換元件、或諸如容性微機(jī)械超聲換能器（CMUT)之類的使用電容 改變的轉(zhuǎn)換元件。
[0062] 發(fā)送電路003根據(jù)來自系統(tǒng)控制單元004的控制信號依照聚焦位置或聚焦方向來 生成具有延遲時(shí)間和幅度的發(fā)送信號（脈沖信號）。發(fā)送信號被輸入到多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002 中的每一個(gè)，并且聲學(xué)波被作為脈沖波從多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002發(fā)送到被檢體。被檢體000中 的反射界面或反射體所反射的聲學(xué)波（反射波）由多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002接收，并且分別轉(zhuǎn)換 為多個(gè)接收信號。從多個(gè)轉(zhuǎn)換元件002輸出的多個(gè)接收信號被輸入到接收電路005。
[0063] 接收電路005是放大從各個(gè)轉(zhuǎn)換元件按時(shí)間順序輸出的接收信號并且將接收信 號轉(zhuǎn)換為多個(gè)數(shù)字信號（數(shù)字化接收信號）的電路，并且是由放大器、A/D轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成 的。應(yīng)注意，在以下解釋中，基于聲學(xué)波脈沖的單次發(fā)送從接收反射波的一個(gè)轉(zhuǎn)換元件輸出 的時(shí)間序列接收信號將被看作一個(gè)接收信號。假設(shè)當(dāng)存在Μ數(shù)量的輸出信道時(shí)，基于聲學(xué) 波脈沖的單次發(fā)送而獲得與輸出信道的數(shù)量對應(yīng)的Μ數(shù)量的接收信號。此外，在特定轉(zhuǎn)換 元件上聚焦時(shí)，當(dāng)聲學(xué)波脈沖發(fā)送Ν次時(shí)，對于該轉(zhuǎn)換元件將獲得針對Ν次發(fā)送的接收信號 (即Ν個(gè)時(shí)間序列接收信號）。Ν和Μ表示正整數(shù)。此外，在本發(fā)明中，除了從轉(zhuǎn)換元件002 輸出的模擬接收信號之外，經(jīng)受放大和數(shù)字轉(zhuǎn)換處理的信號也表示為接收信號。從接收電 路005輸出的多個(gè)數(shù)字信號被輸入到相位調(diào)整/加法塊006。
[0064] 相位調(diào)整/加法塊006根據(jù)聲學(xué)波被發(fā)送到的方向或位置來對多個(gè)數(shù)字信號執(zhí)行 延遲處理（相位調(diào)整處理），并且附加地對其執(zhí)行加法處理。換句話說，相位調(diào)整/加法塊 006執(zhí)行相位調(diào)整/加法處理。經(jīng)受前述相位調(diào)整/加法處理的信號（掃描線信號）被輸 入到FDI自適應(yīng)處理塊007。掃描線信號表示在經(jīng)受發(fā)送波束成形的聲學(xué)波的前進(jìn)方向上 (在聲學(xué)波束上）的信號，并且單個(gè)掃描線信號上存在的來自多個(gè)位置的反射波的強(qiáng)度（強(qiáng) 度信號）在該掃描線上按時(shí)間順序被布置。標(biāo)準(zhǔn)超聲裝置上所顯示的Β模式圖像是以在與 多個(gè)掃描線的數(shù)量對應(yīng)的量來布置掃描線信號的包絡(luò)的結(jié)果。
[0065] FDI自適應(yīng)處理塊007通過使用從相位調(diào)整/加法塊006輸出的多個(gè)掃描線信號 以及從系統(tǒng)控制單元004輸出的基準(zhǔn)信號來執(zhí)行FDI處理所應(yīng)用到的自適應(yīng)信號處理（下 文中被稱為"FDI自適應(yīng)處理"）。
[0066] 自適應(yīng)信號處理與自適應(yīng)波束成形對應(yīng)。換句話說，自適應(yīng)信號處理表示這樣的 處理：根據(jù)接收信號來自適應(yīng)地改變處理參數(shù)（如相位和權(quán)重），有選擇地提取從目標(biāo)聚焦 方向或聚焦位置到達(dá)的預(yù)期波的接收信號，并且抑制其它不想要的波的接收信號。特別地， 作為一類自適應(yīng)信號處理的Capon方法是在與聚焦方向或聚焦位置有關(guān)的靈敏度是固定 的狀態(tài)下處理多個(gè)輸入信號以使得輸出（功率強(qiáng)度）最小化的方法。該方法也被稱為功率 方向性約束最小化（DCMP)或最小偏差方法。這種自適應(yīng)信號處理產(chǎn)生能夠改進(jìn)空間分辨 率的效果。在該實(shí)施例中，詳細(xì)解釋采用Capon方法作為自適應(yīng)信號處理的示例。然而，也 可以使用其它自適應(yīng)信號處理（MUSIC方法或ESPRIT方法）。
[0067] 頻域干涉法（FDI方法）是通過針對每個(gè)頻率分解接收信號并且根據(jù)聚焦位置來 改變分解后的信號的相位來估計(jì)在聚焦位置處的接收功率的方法。注意，基于從特定基準(zhǔn) 位置到聚焦位置的距離和與頻率對應(yīng)的波數(shù)的乘積來預(yù)先確定相位的改變。
[0068] 換句話說，將自適應(yīng)信號處理與FDI方法組合產(chǎn)生通過使用根據(jù)接收信號所計(jì)算 的相移和權(quán)重的量而不是通過使用關(guān)于分解為各個(gè)頻率分量的接收信號的相移和權(quán)重的 預(yù)定量來計(jì)算在聚焦位置處的功率強(qiáng)度。稍后將參照圖4解釋FDI自適應(yīng)處理塊007所執(zhí) 行的處理的細(xì)節(jié)。在該實(shí)施例中，基于FDI自適應(yīng)處理所計(jì)算的功率強(qiáng)度與反映被檢體中 的組織的聲學(xué)阻抗的差異的聲學(xué)屬性對應(yīng)。此外，后級中的圖像處理塊010輸出根據(jù)多個(gè) 功率強(qiáng)度而配置的功率強(qiáng)度分布作為圖像數(shù)據(jù)。
[0069] 圖像處理塊010根據(jù)需要執(zhí)行各種類型的圖像處理（如對根據(jù)多個(gè)功率強(qiáng)度配置 的輸入功率強(qiáng)度分布的平滑和邊緣增強(qiáng)），并且將亮度數(shù)據(jù)（圖像數(shù)據(jù)）輸出到圖像顯示裝 置011。圖像顯示裝置011顯示所輸入的亮度數(shù)據(jù)。
[0070] 注意，F(xiàn)DI自適應(yīng)處理塊007例如由處理單元（如CPU、圖形處理單元（GPU)或現(xiàn) 場可編程門陣列（FPGA)芯片等）構(gòu)成。系統(tǒng)控制單元004和圖像處理塊010類似地由處 理單元（如CPU、GPU或FPGA)構(gòu)成。圖像顯示裝置011由液晶顯示器（IXD)、陰極射線管 (CRT)或有機(jī)EL顯示器等構(gòu)成。注意，與本發(fā)明的被檢體信息獲取裝置分離地提供圖像顯 示裝置011。
[0071] (FDI自適應(yīng)處理的流程）
[0072] 現(xiàn)參照圖4解釋FDI自適應(yīng)處理塊007所執(zhí)行的處理。圖4是解釋FDI自適應(yīng)處 理的各個(gè)步驟的流程圖。FDI自適應(yīng)處理塊007接收從相位調(diào)整/加法塊006輸出的掃描 線信號作為輸入信號（S200)。FDI自適應(yīng)處理塊007隨后從掃描線信號中提取與一個(gè)處理 的處理時(shí)間相對應(yīng)的強(qiáng)度信號（即與處理范圍對應(yīng)的強(qiáng)度信號）（S201)。在此，作為FDI自 適應(yīng)處理塊007所執(zhí)行的處理，除了從一個(gè)掃描線上的多個(gè)強(qiáng)度信號提取與處理范圍對應(yīng) 的信號之外，還可以執(zhí)行諸如各個(gè)強(qiáng)度信號的加權(quán)之類的處理。
[0073] 隨后，提取出的信號經(jīng)受傅立葉變換，并且被劃分為每個(gè)頻率的分量（Xsl、Xs2、 Xs3、……、XsN) (S202)。同時(shí)，從系統(tǒng)控制單元004輸出的基準(zhǔn)信號被輸入到Π)Ι自適應(yīng) 處理塊 007 (S203)。
[0074] 隨后，F(xiàn)DI自適應(yīng)處理塊007執(zhí)行基準(zhǔn)信號的傅立葉變換，并且將基準(zhǔn)信號劃分為 每個(gè)頻率的分量（Xrl、Xr2、Xr3、......XrN) (S204)。
[0075] 隨后，F(xiàn)DI自適應(yīng)處理塊007執(zhí)行如公式（1)所示的白化處理（S205)。
[0076] [數(shù)學(xué)式1]
[0077]

【權(quán)利要求】
1. 一種被檢體信息獲取裝置，包括： 探測器，包括被配置為將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體、接收被檢體內(nèi)反射的反射波、并將反射 波轉(zhuǎn)換為時(shí)間序列接收信號的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件；和 處理器，被配置為：使用從所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件輸出的多個(gè)接收信號以及基準(zhǔn)信號通過 應(yīng)用自適應(yīng)信號處理來執(zhí)行頻域干涉法，并且獲得被檢體中的多個(gè)位置的聲學(xué)屬性， 其中，所述探測器被配置為使得：當(dāng)布置所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的方向是第一方向并且與 第一方向相交的方向是第二方向時(shí)，第二方向上的端部具有比在第二方向上的中間部分低 的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，基于從所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件發(fā)送到被檢體的預(yù)定深度的聲學(xué)波的波形來確定所述 基準(zhǔn)信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，所述預(yù)定深度是當(dāng)所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件在第一方向上執(zhí)行電子掃描時(shí)的發(fā)送焦點(diǎn) 的深度。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，所述處理器根據(jù)所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體的深度來切換所述基 準(zhǔn)信號。
5. 如權(quán)利要求2所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，所述處理器根據(jù)所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體的方向來切換所述基 準(zhǔn)信號。
6. 如權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置， 其中所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件被布置為一行，以及 其中所述探測器包括被提供在所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的發(fā)送聲學(xué)波的一側(cè)上的聲學(xué)透鏡。
7. 如權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件中的每一個(gè)由包括多個(gè)單元的CMUT構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求7所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，對于所述CMUT，單元的密度在第二方向上的端部處比在第二方向上的中間部分 低。
9. 如權(quán)利要求7所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，對于所述CMUT，單元的電極在第二方向上的端部處比第二方向上的中間部分小。
10. 如權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件中的每一個(gè)由壓電元件構(gòu)成。
11. 如權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，在所述探測器中，還在第二方向上布置多個(gè)轉(zhuǎn)換元件，以及 其中，在第二方向上的端部處的轉(zhuǎn)換元件被配置為具有比在第二方向上的中間部分處 的轉(zhuǎn)換元件低的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓。
12. 如權(quán)利要求1所述的被檢體信息獲取裝置， 其中，在所述探測器中，還在第二方向上布置多個(gè)轉(zhuǎn)換元件，以及 其中，來自在第二方向上的端部處的轉(zhuǎn)換元件的聲學(xué)波的發(fā)送被相對于來自在第二方 向上的中間部分處的轉(zhuǎn)換元件的聲學(xué)波的發(fā)送延遲。
13. -種被檢體信息獲取裝置，包括： 探測器，包括：用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組，具有將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件； 用于接收的轉(zhuǎn)換元件組，具有接收被檢體內(nèi)反射的反射波并且將反射波轉(zhuǎn)換為時(shí)間序列接 收信號的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件；以及 處理器，被配置為：使用從所述用于接收的轉(zhuǎn)換元件組輸出的多個(gè)接收信號以及基準(zhǔn) 信號通過應(yīng)用自適應(yīng)信號處理來執(zhí)行頻域干涉法，并且獲得被檢體中的多個(gè)位置的聲學(xué)屬 性， 其中，所述探測器被配置為使得：當(dāng)布置所述用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組的所述多個(gè)轉(zhuǎn)換 元件的方向是第一方向并且與第一方向相交的方向是第二方向時(shí)，在所述用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換 元件組中，第二方向上的端部具有比在第二方向上的中間部分低的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓，或 被配置為使得：在所述用于接收的轉(zhuǎn)換元件組中，聲學(xué)波的接收強(qiáng)度在第二方向上的端部 處比在第二方向上的中間部分處低。
14. 一種被檢體信息獲取裝置的控制方法，所述被檢體信息獲取裝置具有包括發(fā)送并 且接收聲學(xué)波的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的探測器以及處理器，其中所述探測器被配置為使得當(dāng)布置 所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的方向是第一方向并且與第一方向相交的方向是第二方向時(shí)，第二方向 上的端部具有比第二方向上的中間部分低的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓， 所述控制方法包括以下步驟： 操作所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件以將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體； 操作所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件以接收被檢體內(nèi)反射的反射波，并且將所述反射波轉(zhuǎn)換為時(shí)間 序列接收信號；以及 操作所述處理器以使用從所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件輸出的多個(gè)接收信號以及基準(zhǔn)信號通過 應(yīng)用自適應(yīng)信號處理來執(zhí)行頻域干涉法，并且獲得被檢體中的多個(gè)位置的聲學(xué)屬性。
15. -種被檢體信息獲取裝置的控制方法，所述被檢體信息獲取裝置具有探測器以及 處理器，所述探測器包括具有發(fā)送聲學(xué)波的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組以及具 有接收反射波的多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的用于接收的轉(zhuǎn)換元件組，其中，所述探測器被配置為使得： 當(dāng)布置所述用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組的所述多個(gè)轉(zhuǎn)換元件的方向是第一方向并且與第一方 向相交的方向是第二方向時(shí)，在所述用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組中，第二方向上的端部具有比 在第二方向上的中間部分低的聲學(xué)波的發(fā)送聲壓，或被配置為使得：在所述用于接收的轉(zhuǎn) 換元件組中，聲學(xué)波的接收強(qiáng)度在第二方向上的端部處比在第二方向上的中間部分處低， 所述控制方法包括以下步驟： 操作所述用于發(fā)送的轉(zhuǎn)換元件組以將聲學(xué)波發(fā)送到被檢體； 操作所述用于接收的轉(zhuǎn)換元件組以接收被檢體內(nèi)反射的反射波，并且將所述反射波轉(zhuǎn) 換為時(shí)間序列接收信號；以及 操作所述處理器以使用從所述用于接收的轉(zhuǎn)換元件組輸出的多個(gè)接收信號以及基準(zhǔn) 信號通過應(yīng)用自適應(yīng)信號處理來執(zhí)行頻域干涉法，并且獲得被檢體中的多個(gè)位置的聲學(xué)屬 性。
【文檔編號】A61B8/00GK104116521SQ201410169720
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】瀧宏文, 長永兼一, 佐藤亨 申請人:佳能株式會社