超聲成像中的擴(kuò)頻編碼波形的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了使用擴(kuò)頻、相干、頻率和/或相位編碼波形的超聲成像技術(shù)、系統(tǒng)、和裝置。在一個(gè)方面中，一種在聲成像設(shè)備中從聲波形中創(chuàng)建圖像的方法包括將設(shè)備設(shè)置成向目標(biāo)發(fā)送聲波形的發(fā)送模式；在發(fā)送聲波形時(shí)，在一個(gè)或多個(gè)波形合成器中合成形成復(fù)合波形的多種基本正交編碼波形作為向目標(biāo)發(fā)送的聲波形，其中每種波形對(duì)應(yīng)于不同頻帶；將設(shè)備設(shè)置成接收從目標(biāo)的至少一部分返回的返回聲波形的接收模式；將接收的返回聲波形從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式作為包含目標(biāo)的信息的接收復(fù)合波形；以及處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的圖像。
【專利說明】超聲成像中的擴(kuò)頻編碼波形
[0001]交叉引用相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本專利文件要求2011年10月28日提交、發(fā)明名稱為“超聲成像中的擴(kuò)頻編碼波形（SPREAD SPECTRUM CODED WAVEFORMS IN ULTRA-SOUND IMAGING” 的美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/553，137號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其通過引用作為本文件的一部分并入。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本專利文件涉及超聲成像。

【背景技術(shù)】
[0004]超聲成像是應(yīng)用聲波穿過介質(zhì)的性質(zhì)再現(xiàn)直觀圖像的成像形式。作為一種成像形式，超聲成像已用在多種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中觀看動(dòng)物和人類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能數(shù)十年了。用在生物醫(yī)學(xué)成像中的超聲波可以在不同頻率中，例如，在I到20MHZ之間，或甚至在更高頻率中操作。當(dāng)使用超聲成像的傳統(tǒng)技術(shù)時(shí)，包括不適當(dāng)?shù)目臻g分辨率和組織分化在內(nèi)的一些因素可能導(dǎo)致令人失望的圖像質(zhì)量，這可能限制了將其用于許多臨床應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文公開了使用可以呈現(xiàn)寬瞬時(shí)帶寬的擴(kuò)頻、相干、頻率和/或相位編碼波形的超聲成像技術(shù)、系統(tǒng)、和裝置。
[0006]在所公開技術(shù)的一個(gè)方面中，一種在聲成像設(shè)備中從聲波形中創(chuàng)建圖像的方法包括將聲成像設(shè)備中的發(fā)送/接收切換器設(shè)置成向目標(biāo)發(fā)送聲波形的發(fā)送模式；在發(fā)送聲波形時(shí)，在一個(gè)或多個(gè)波形合成器中合成形成復(fù)合波形的多種基本正交編碼波形作為向目標(biāo)發(fā)送的聲波形，其中每種波形對(duì)應(yīng)于不同頻帶以及該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種；將聲成像設(shè)備中的發(fā)送/接收切換器設(shè)置成接收從目標(biāo)的至少一部分返回的返回聲波形的接收模式；將接收的返回聲波形從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式作為包含目標(biāo)的信息的接收復(fù)合波形；以及處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像。
[0007]在另一個(gè)方面中，提供了一種聲波形成像系統(tǒng)，其包括：包含與波形發(fā)生器耦合的一個(gè)或多個(gè)波形合成器的波形生成單元，其中該波形生成單元合成包含多種基本正交編碼波形的復(fù)合波形，該多種基本正交編碼波形對(duì)應(yīng)于該一個(gè)或多個(gè)波形合成器按照該波形發(fā)生器提供的波形信息生成的頻帶，該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種；發(fā)送/接收切換單元，用于在發(fā)送模式與接收模式之間切換；與該發(fā)送/接收切換單元通信的換能元件陣列，用于向目標(biāo)發(fā)送基于該復(fù)合波形的聲波形和接收從目標(biāo)的至少一部分返回的返回聲波形；模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換器陣列，用于將該換能元件陣列接收的接收返回聲波形從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式作為包含目標(biāo)的信息的接收復(fù)合波形；與該波形生成單元和該A/D轉(zhuǎn)換器陣列通信的控制單元，其包含處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像的處理單元；以及與該控制單元通信的用戶接口單元。
[0008]在另一個(gè)方面中，提供了一種從聲波形中創(chuàng)建圖像的方法，其包括：將發(fā)送/接收切換器設(shè)置成發(fā)送模式；從多種操作模式中選擇一種操作模式；在一個(gè)或多個(gè)波形合成器中合成形成復(fù)合波形的多種基本正交編碼波形，其中每種波形對(duì)應(yīng)于不同頻帶，該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種；向目標(biāo)發(fā)送基于該復(fù)合波形的聲波形；將發(fā)送/接收切換器設(shè)置成接收模式；接收從目標(biāo)的至少一部分返回的返回聲波形；將接收的返回聲波形從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式作為包含目標(biāo)的信息的接收復(fù)合波形；以及處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像。
[0009]在另一個(gè)方面中，提供了一種從聲波形中創(chuàng)建圖像的方法，其包括：組合與不同頻帶相對(duì)應(yīng)的多種編碼波形以產(chǎn)生包含在不同頻帶上的基本正交波信號(hào)的復(fù)合波形，該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種；使用該復(fù)合波形產(chǎn)生朝向目標(biāo)的包括不同頻帶的聲探測(cè)波；接收該聲探測(cè)波被發(fā)送到目標(biāo)之后從目標(biāo)的至少一部分返回的聲能；將接收的返回聲能轉(zhuǎn)換成包含目標(biāo)的信息的數(shù)字復(fù)合波形；以及處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像。
[0010]在又一個(gè)方面中，提供了一種從聲波形中創(chuàng)建圖像的設(shè)備，其包括：組合與不同頻帶相對(duì)應(yīng)的多種編碼波形以產(chǎn)生包含在不同頻帶上的基本正交波信號(hào)的復(fù)合波形的部件，該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種；使用該復(fù)合波形產(chǎn)生朝向目標(biāo)的包括不同頻帶的聲探測(cè)波的部件；接收該聲探測(cè)波被發(fā)送到目標(biāo)之后從目標(biāo)的至少一部分返回的聲能的部件；將接收的返回聲能轉(zhuǎn)換成包含目標(biāo)的信息的數(shù)字復(fù)合波形的部件；以及處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像的部件。
[0011]描述在本專利文件中的主題可以提供如下特征的一種或多種以及可以用在許多應(yīng)用中。例如，所公開的技術(shù)可以在例行初級(jí)保健篩選期間用于識(shí)別和定位早期惡性腫瘤，以及后期癌癥，這潛在地可以提高難以診斷無癥狀患者的存活率。所公開的技術(shù)可以被專業(yè)認(rèn)證放射科醫(yī)師用于在任何手術(shù)活檢或切除干預(yù)之前將贅生物診斷成良性的或惡性的，這也可以在減少不必要活檢的同時(shí)提高患者的存活率。當(dāng)與細(xì)針活檢儀器結(jié)合時(shí)，所公開的技術(shù)可以用在醫(yī)療過程中確認(rèn)非侵入性診斷，這可以降低這樣活檢過程的侵襲性的程度。當(dāng)與微創(chuàng)手術(shù)的高清晰度視頻儀器結(jié)合時(shí)，所公開的技術(shù)可以融合光學(xué)和超聲圖像，這可以進(jìn)一步賦予外科醫(yī)生以無需切除過多正常組織地定位和手術(shù)切除病變組織的額外能力。當(dāng)與專業(yè)外科儀器結(jié)合，將超聲圖像與其它數(shù)據(jù)融合時(shí)，所公開的技術(shù)可以賦予外科醫(yī)生以在對(duì)附近結(jié)構(gòu)的不必要傷害最小的同時(shí)定位和操縱感興趣的解剖區(qū)域的額外能力。所公開的技術(shù)通過，例如，引導(dǎo)導(dǎo)管和密封放射源插入適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)中，可以縮短近距離治療惡性贅生物的時(shí)間。類似地，所公開的技術(shù)可以幫助插入高劑量、定域藥物來治療疾病。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖IA示出了使用擴(kuò)頻編碼波形的示范性超聲成像系統(tǒng)的框圖；
[0013]圖IB示出了使用擴(kuò)頻編碼波形的示范性超聲成像系統(tǒng)的操作流程圖；
[0014]圖2示出了表征多種波形的示范性擴(kuò)頻、寬瞬時(shí)帶寬、頻率和/或相位編碼波形的曲線圖；
[0015]圖3示出了示范性擴(kuò)頻編碼波形的模糊函數(shù)特性；
[0016]圖4A-4C示出了波束偏轉(zhuǎn)、動(dòng)態(tài)聚焦、和形成的示范性圖形；以及
[0017]圖5示出了擴(kuò)頻編碼波形的校正處理的示范性框圖。
[0018]各種圖形中的相同標(biāo)號(hào)和指定表示相同元件。

【具體實(shí)施方式】
[0019]本文描述了生成，發(fā)送，接收和處理用在超聲成像中的相干、擴(kuò)頻、頻率和/或相位編碼波形的技術(shù)、系統(tǒng)和裝置。超聲成像可以通過發(fā)射部分從兩種介質(zhì)（例如，生物組織結(jié)構(gòu)）之間的邊界反射和部分透射的時(shí)間選通、單頻或窄瞬時(shí)頻帶聲波形（脈沖）來進(jìn)行。該反射可以取決于兩種介質(zhì)之間的聲阻抗差。一些技術(shù)的超聲成像可能只使用來自反射信號(hào)的振幅信息。例如，當(dāng)發(fā)射一個(gè)脈沖時(shí)，可以連續(xù)采樣反射信號(hào)。在生物組織中，可以認(rèn)為聲速是相當(dāng)穩(wěn)定的，其中波形的發(fā)射與反射信號(hào)的接收之間的時(shí)間取決于波形在那種組織結(jié)構(gòu)中行進(jìn)的距離（例如，反射結(jié)構(gòu)的深度）。因此，可以在多個(gè)時(shí)間間隔上采樣反射信號(hào)以接收從多個(gè)深度反射的反射信號(hào)。此外，在不同深度上的不同組織可能以不同能量反射部分反射入射波形，因此來自不同介質(zhì)的反射信號(hào)可以具有不同振幅?？梢愿鶕?jù)深度構(gòu)建相應(yīng)超聲圖像。發(fā)射新波形之前的時(shí)間因此可以獨(dú)立于希望成像的最大深度。應(yīng)用脈沖化單色和/或窄瞬時(shí)頻帶波形的超聲成像技術(shù)可能遭受圖像處理和產(chǎn)生的差分辨率之苦。然后，具有可以編碼（例如，通過頻率和/或相位）的擴(kuò)頻、寬瞬時(shí)帶寬特性的波形可以實(shí)現(xiàn)超聲成像的實(shí)時(shí)控制和更高質(zhì)量的所得圖像。
[0020]圖IA示出了可以產(chǎn)生具有包括擴(kuò)頻、寬瞬時(shí)帶寬、相干性、偽隨機(jī)噪聲特性和頻率和/或相位編碼的改進(jìn)波形特性的聲波形的示范性超聲成像系統(tǒng)（100)的框圖。系統(tǒng)
(100)可以以許多系統(tǒng)設(shè)計(jì)之一配置。在一個(gè)例子中，系統(tǒng)（100)可以包括用于時(shí)間同步的主時(shí)鐘（101)。主時(shí)鐘（101)可以與系統(tǒng)控制器（102)交接。系統(tǒng)控制器（102)可以包括處理單元，例如，基于RISC的中央處理單元（CPU)或其它類型的CPU架構(gòu)。系統(tǒng)控制器
(102)還可以包括與處理單元通信、以便支持系統(tǒng)控制器（102)的各種功能的至少一種輸入/輸出（I/O)單元和/或存儲(chǔ)單元。例如，處理單元可以與系統(tǒng)控制總線，例如，數(shù)據(jù)和控制總線（103)相聯(lián)系。系統(tǒng)控制器（102)可以被實(shí)現(xiàn)成像個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC)、膝上型電腦、平板電腦、和移動(dòng)通信設(shè)備架構(gòu)那樣的各種數(shù)據(jù)處理架構(gòu)之一。
[0021]存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)像處理單元處理或引用的指令、軟件、數(shù)值、圖像、和其它數(shù)據(jù)那樣的其它信息和數(shù)據(jù)。各種類型的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器（RAM)設(shè)備、只讀存儲(chǔ)器（ROM)設(shè)備、閃速存儲(chǔ)器設(shè)備、和其它合適存儲(chǔ)介質(zhì)都可以用于實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)功能。存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)可以用在生成，例如，像擴(kuò)頻、寬瞬時(shí)帶寬、相干、偽隨機(jī)噪聲、和頻率和/或相位編碼波形那樣的波形的實(shí)現(xiàn)中的預(yù)存波形和系數(shù)數(shù)據(jù)和信息。存儲(chǔ)單元還可以存儲(chǔ)從接收和處理后波形中獲得、可以用于生成和發(fā)送新波形的數(shù)據(jù)和信息。存儲(chǔ)單元可以與系統(tǒng)控制總線，例如，數(shù)據(jù)和控制總線（103)相聯(lián)系。
[0022]I/O單元可以與外部接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)源、和/或顯示設(shè)備連接。I/O單元可以與系統(tǒng)控制總線，例如，數(shù)據(jù)和控制總線（103)相聯(lián)系。遵從像如下那樣但不限于這些的典型數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)的各種類型有線或無線接口都可以用于實(shí)現(xiàn)I/O單元：通用串行總線（USB)、IEEE1394(火線）、藍(lán)牙、IEEE802. 111、無線局域網(wǎng)（WLAN)、無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（WPAN)、無線廣域網(wǎng)（WffAN)、WiMAX-IEEE802. 16(全球微波互聯(lián)接入（WiMAX))、和并行接口。I/O單元可以與外部接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)源、或顯示設(shè)備交接，以便檢索和傳送可以由處理單元處理、存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中、或呈現(xiàn)在輸出單元上的數(shù)據(jù)和信息。
[0023]系統(tǒng)控制器（102)可以控制系統(tǒng)（100)的所有模塊，例如，通過經(jīng)由數(shù)據(jù)和控制總線（103)的連接。例如，數(shù)據(jù)和控制總線（103)可以將系統(tǒng)控制器（102)鏈接到例如數(shù)字信號(hào)處理器（104)的一個(gè)或多個(gè)所附數(shù)字信號(hào)處理器，用于為它們的功能控制處理波形。數(shù)字信號(hào)處理器（104)可以包括像如下那樣但不限于這些的一個(gè)或多個(gè)處理器：ASIC(專用集成電路）、FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）、DSP (數(shù)字信號(hào)處理器）、AsAP (簡(jiǎn)單處理器的異步陣列）、和其它類型的數(shù)據(jù)處理架構(gòu)。數(shù)據(jù)和控制總線（103)還可以將系統(tǒng)控制器（102)以及數(shù)字信號(hào)處理器（104)與帶有用戶接口模塊的一個(gè)或多個(gè)顯示單元，例如，帶有用戶接口模塊（106)的顯示器（105)鏈路，以便向用戶或操作人員提供信息和接收來自用戶或操作人員的輸入/命令。顯示器（105)可以像如下那樣但不限于這些的許多合適顯示單元：陰極射線管（CRT)、發(fā)光二極管（LED)、和作為視覺顯示器的液晶顯示器（LCD)監(jiān)視器/和/或屏幕。顯示器（105)還可以包括各種類型的顯示器、揚(yáng)聲器、或打印接口。在其它例子中，顯示器（105)可以包括像如下那樣的其它輸出裝置：色劑、液體噴墨、固體油墨、染料升華、無墨（譬如，熱或UV)打印裝置、和各種類型的音頻信號(hào)換能裝置。用戶接口（106)可以包括許多合適接口，其包括各種類型的鍵盤、鼠標(biāo)、語音命令、觸摸墊、和腦機(jī)接口裝置。
[0024]示范性系統(tǒng)（100)可以包括可以由系統(tǒng)控制器（102)控制產(chǎn)生一種或多種數(shù)字波形的波形發(fā)生器（107)。一種或多種數(shù)字波形可以由，例如，在本例中表示成波形合成器和波束控制器（108)的波形合成器和波束控制器的陣列中的至少一個(gè)元件生成模擬電信號(hào)(例如，模擬波形）。波形發(fā)生器（107)可以是函數(shù)發(fā)生器和任意波形發(fā)生器（AWG)的至少一種。例如，波形發(fā)生器（107)可以配置成生成任意數(shù)字波形的AWG，以便讓波形合成器和波束控制器（108)合成成單獨(dú)模擬波形和/或復(fù)合模擬波形。波形發(fā)生器（107)還可以包括可以存儲(chǔ)用在數(shù)字波形的生成中的預(yù)存波形和系數(shù)數(shù)據(jù)和信息的至少一個(gè)存儲(chǔ)單元。
[0025]顯示在圖IA中的示范性系統(tǒng)（100)包括包含I個(gè)陣列元件的波形合成器和波束控制器（108)。在一個(gè)例子中，波形合成器和波束控制器（108)可以被配置成包括I個(gè)陣列波形合成器的每條線上的至少一個(gè)波形合成器元件。在另一個(gè)例子中，波形合成器和波束控制器（108)可以包括I個(gè)陣列波束控制器的每條線上的至少一個(gè)波束控制器元件。在另一個(gè)例子中，波形合成器和波束控制器（108)可以包括I個(gè)陣列波形合成器和波束控制器的每條線上的至少一個(gè)波形合成器和波束控制器元件。波形合成器和波束控制器（108)可以包括生成電信號(hào)，例如，射頻（RF)波形的鎖相環(huán)系統(tǒng)。示范性RF波形可以由波形合成器和波束控制器（108)從在波形合成器和波束控制器（108)的陣列元件中生成的單獨(dú)波形中合成，例如，一個(gè)單獨(dú)RF波形可以在一個(gè)陣列元件中與波形合成器和波束控制器（108)的其它陣列元件生成的所有其它單獨(dú)波形基本同時(shí)地生成。每個(gè)單獨(dú)RF波形可以針對(duì)也稱為頻率成分或“頻片”的特定頻帶來定義，以及可以包括與頻片相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)振幅值和至少一個(gè)相位值的每個(gè)單獨(dú)波形的波形性質(zhì)可以由波形發(fā)生器（107)決定。波形發(fā)生器
(107)可以為生成可以復(fù)合成復(fù)合RF波形的單獨(dú)RF波形發(fā)出命令以及將包括有關(guān)每個(gè)單獨(dú)波形的性質(zhì)的信息的波形數(shù)據(jù)發(fā)送給波形合成器和波束控制器（108)。
[0026]波形合成器和波束控制器（108)生成的單獨(dú)RF波形和/或復(fù)合RF波形可以由包括I個(gè)放大器的陣列的輸出放大器（109)，例如，通過放大增益和/或移動(dòng)波形的相位來修改。輸出放大器（109)可以用作換能器驅(qū)動(dòng)器?？梢詫为?dú)RF波形和/或復(fù)合RF波形傳遞給發(fā)送/接收（T/R)切換器（110)，例如，N極雙擲發(fā)送/接收切換器。T/R切換器(110)可以與換能器模塊交接?？梢园〒Q能器元件的陣列，例如，包含I個(gè)元件的換能器陣列（111)的換能器模塊可以將要發(fā)送給目標(biāo)介質(zhì)的所生成RF波形，例如，復(fù)合RF波形和/或至少一種單獨(dú)RF波形換能成，例如，聲波。例如，換能的聲波可以以聲波形脈沖的形式發(fā)射。換能器陣列（111)的每個(gè)陣列元件可以生成與波形發(fā)生器（107)確定的單獨(dú)波形頻片相對(duì)應(yīng)的一種或多種聲波形。
[0027]可以向目標(biāo)區(qū)域，例如，生物組織發(fā)送示范性換能發(fā)送聲波形，并形成空間組合聲波形。發(fā)送的波形可以傳播到目標(biāo)介質(zhì)中，該目標(biāo)介質(zhì)可以含有，例如，部分透射和部分反射發(fā)送聲波形的一種或多種非均勻介質(zhì)。也稱為返回聲波形的部分反射的示范性聲波形可以被換能器陣列（111)接收。例如，換能器陣列（111)的I個(gè)陣列元件的每個(gè)陣列元件可以被配置成接收與頻片相對(duì)應(yīng)的返回聲波形，并將其轉(zhuǎn)換成模擬RF波形。單獨(dú)接收（模擬）RF波形可以由包括I個(gè)放大器的陣列的前置放大器模塊（112)，例如，通過放大增益和/或移動(dòng)波形的相位來修改。單獨(dú)接收波形可以由模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換器模塊（113)從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，A/D轉(zhuǎn)換器模塊（113)包括I個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器的陣列。A/D轉(zhuǎn)換器模塊（113)可以包括具有低最低有效位（LSB)抖動(dòng)、無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR)和波形相關(guān)性的A/D轉(zhuǎn)換器，以便可以適當(dāng)?shù)亟獯a示范性波形。單獨(dú)接收波形的轉(zhuǎn)換數(shù)字表示可以由處理器，例如，數(shù)字信號(hào)處理器（104)以創(chuàng)建和形成目標(biāo)介質(zhì)的代表性圖像的方式處理。
[0028]示范性系統(tǒng)（100)可以以多種操作模式之一操作。在一個(gè)例子中，主時(shí)鐘（101)可以提供使系統(tǒng)（100)同步的時(shí)基，例如，作為波形合成器（108)的時(shí)基。主時(shí)鐘（101)可以配置成低相位噪聲時(shí)鐘，以便可以相位編碼示范性波形。操作人員可以在用戶接口（106)上選擇操作模式。為用戶在用戶接口（106)上選擇提供的示范性操作模式包括傳統(tǒng)A模式(例如，只有ID深度的圖像）、傳統(tǒng)B模式（例如，橫向與深度之間的關(guān)系的2D平面圖像）、傳統(tǒng)C模式（例如，在所選深度上的2D平面圖像）、和傳統(tǒng)D模式（例如，多普勒模式）。示范性多普勒模式包括顏色多普勒（例如，顏色編碼多普勒和B模式圖像的疊加）、連續(xù)多普勒（例如，ID多普勒分布與深度之間的關(guān)系）、脈沖波形多普勒（例如，在所選體積內(nèi)多普勒與時(shí)間之間的關(guān)系）、和雙重/三重多普勒（例如，傳統(tǒng)B模式、傳統(tǒng)C模式或顏色多普勒、和脈沖波形多普勒的疊加）。一些其它示范性操作模式可以包括前述操作模式的傳統(tǒng)3D和4D( “實(shí)時(shí)”3D)體積再現(xiàn)。示范性系統(tǒng)（100)可以實(shí)現(xiàn)可以生成擴(kuò)頻、寬瞬時(shí)帶寬、頻率和/或相位編碼波形的新操作模式。例如，用戶可以選擇可以包含與圖像顏色編碼組合以幫助組織區(qū)分一類似于微觀組織學(xué)研究的組織染色的B模式、C模式、D模式或其它模式的示范性ATS模式（人工組織染色模式）；以及區(qū)分和識(shí)別組織類型的示范性CDA模式(計(jì)算機(jī)輔助診斷模式）。ATS模式可以根據(jù)從來自目標(biāo)區(qū)域的返回回波波形，例如，來自示范性發(fā)送擴(kuò)頻、寬瞬時(shí)帶寬、編碼聲波形的返回回波中獲得的多種測(cè)量性質(zhì)的一種或多種在圖像處理中采用將特征用于圖像顏色編碼。CAD模式可以使用分類器（算法）來根據(jù)來自目標(biāo)區(qū)域的返回回波，例如，來自示范性發(fā)送擴(kuò)頻、寬瞬時(shí)帶寬、編碼聲波形的返回回波的測(cè)量性質(zhì)的特征分類，例如，組織類型。特征性質(zhì)可以包括不同阻抗、振幅反射（作為波長的函數(shù)）、群延遲等。使用CAD模式可以采用的一些示范性分類器可以包括確定分類器、隨機(jī)分類器（例如，貝葉斯（Bayesian)分類器）、和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器。
[0029]圖IB示出了為超聲成像操作系統(tǒng)（100)的示范性操作過程（150)。在每個(gè)時(shí)代內(nèi)，過程（150)可以從實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)（100)切換在發(fā)送模式下的過程（151)開始。例如，系統(tǒng)控制器（102)可以命令N極雙擲T/R切換器，例如，T/R切換器（110)到發(fā)送位置。過程(150)包括檢驗(yàn)用戶定義的操作模式的過程（152)。例如，操作模式可以由用戶使用用戶接口（106)來選擇，或操作模式可以由另一個(gè)實(shí)體或在系統(tǒng)（100)內(nèi)內(nèi)部選擇。根據(jù)所選操作模式，系統(tǒng)控制器（102)可以命令波形發(fā)生器（107)將定義在過程（153)中命令例如實(shí)現(xiàn)的形成所希望帶寬復(fù)合RF波形的每個(gè)頻片的頻率、振幅和相位的數(shù)字消息（數(shù)據(jù)）發(fā)送給波形合成器和波束控制器（108)中的一個(gè)或多個(gè)元件。過程（152)可以在過程（150)期間出現(xiàn)在任何地方以及以眾多事例實(shí)現(xiàn)。過程（150)包括將波形數(shù)據(jù)（例如，示范性數(shù)字消息/數(shù)據(jù)）發(fā)送給像波形合成器和波束控制器（108)那樣的波形合成器和波束形成器。發(fā)送的波形數(shù)據(jù)可以包括合成成頻率和/或相位編碼波形的所希望頻片的頻率、振幅和相位信息，其中每種編碼波形對(duì)應(yīng)于不同頻帶。過程（150)包括生成與所定義頻片相對(duì)應(yīng)的單獨(dú)模擬RF波形的過程（154)。例如，波形合成器和波束控制器（108)的陣列中的每個(gè)元件可以將來自波形發(fā)生器（107)的數(shù)字消息/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以構(gòu)成相干模擬寬帶復(fù)合波形的單獨(dú)模擬波形。過程（150)包括放大可以構(gòu)成相干模擬寬帶復(fù)合波形的單獨(dú)模擬波形的過程（155)。例如，每種模擬波形和/或?qū)拵?fù)合波形可以由輸出放大器（109)中的陣列元件放大。放大的模擬寬帶復(fù)合波形然后可以通過T/R切換器（110)，激發(fā)換能器陣列（111)的其各自陣列元件（例如，在超聲探針中）。過程（150)包括將復(fù)合模擬波形換能成可以通過整個(gè)掃描體積傳播的聲波形的過程（156)。例如，換能器陣列（111)的每個(gè)元件可以提供構(gòu)成寬帶復(fù)合聲波形的來自在波形合成器和波束控制器（108)中生成的與頻片相對(duì)應(yīng)的每種單獨(dú)模擬波形的聲波形。換能器陣列（111)可以形成傳播到目標(biāo)介質(zhì)，例如，正在研究的生物組織體中的聲束。
[0030]在過程（156)結(jié)束時(shí)，過程（150)可以實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)（100)切換在接收模式下的過程（157)。例如，系統(tǒng)控制器（102)可以命令N極雙擲T/R切換器（110)到接收位置。過程
(150)包括接收可以具有一種或多種返回聲波形（也稱為聲波形回波）的形式的返回聲波形的過程（158)。過程（158)還可以包括將返回聲波形換能成，例如，與所生成單獨(dú)波形的頻片相對(duì)應(yīng)的單獨(dú)接收模擬波形。例如，返回聲波形傳播回到換能器陣列（111)并被其接收。換能器陣列（111)的每個(gè)元件可以將它接收的接收聲波形轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)（波形）。過程（150)包括放大單獨(dú)接收模擬波形的過程（159)。例如，每種接收模擬波形可以由前置放大器模塊（112)中的其各自低噪聲前置放大器元件放大。過程（150)包括將單獨(dú)接收模擬波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形數(shù)據(jù)的過程（160)。例如，每種接收（和放大）模擬波形信號(hào)可以由A/D轉(zhuǎn)換器模塊（113)中的每個(gè)各自A/D元件轉(zhuǎn)換成數(shù)字字?？梢詫?shù)字格式數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理器（104)加以信號(hào)處理。過程（150)包括將數(shù)字波形數(shù)據(jù)處理成代表目標(biāo)介質(zhì)的圖像幀的過程（161)。過程（161)還可以包括將數(shù)字波形數(shù)據(jù)復(fù)合成代表單獨(dú)和復(fù)合接收模擬波形的復(fù)合數(shù)字信號(hào)。例如，數(shù)字信號(hào)處理器（104)可以檢測(cè)構(gòu)成每個(gè)換能器陣列元件接收的寬帶復(fù)合聲波形的每個(gè)頻片的振幅和相位。數(shù)字信號(hào)處理器（104)可以形成接收波束和分離該波束的每個(gè)分辨單元的振幅和多普勒成分，并且可以形成與操作人員以前選擇的模式相聯(lián)系的圖像幀。可以在顯示器（105)上向用戶顯示數(shù)字信號(hào)處理器(104)形成的圖像幀。在其它隨后時(shí)代內(nèi)，系統(tǒng)控制器（102)可以，例如，通過命令波形發(fā)生器（107)向波形合成器（108)中的每個(gè)元件發(fā)送定義構(gòu)成寬帶復(fù)合波形的每個(gè)頻片的振幅和相位的另一個(gè)數(shù)字消息以及通過命令T/R切換器（110)回到發(fā)送位置等重復(fù)這個(gè)示范性過程。
[0031]系統(tǒng)（100)可以被實(shí)現(xiàn)成為超聲成像產(chǎn)生擴(kuò)頻、寬瞬時(shí)帶寬（例如，達(dá)到相對(duì)帶寬的100%或更大）、相干、偽隨機(jī)噪聲（PRN)、頻率和/或相位編碼波形。存在這樣波形的無限多實(shí)施例。在圖2中表征了一個(gè)例子，圖2示出了由多個(gè)單獨(dú)波形（例如，頻片）組成的所生成復(fù)合波形（200)的示范性曲線。在一些實(shí)現(xiàn)中，復(fù)合波形（200)的單獨(dú)波形可以是PRN波形，該P(yáng)RN波形包括在，例如，一個(gè)序列或代碼時(shí)段⑴之后重復(fù)自身的每個(gè)頻片的脈沖序列，以便該序列與該組頻片中的任何其它序列，與在明顯不同時(shí)間幀上的相同序列，或與窄帶干擾或熱噪聲存在極低關(guān)聯(lián)性。例如，系統(tǒng)（100)可以在發(fā)送器和接收器兩端上生成示范性PRN波形的完全相同序列，因此對(duì)于產(chǎn)生目標(biāo)的聲像的信號(hào)處理，接收信號(hào)序列(基于發(fā)送信號(hào)序列）可以呈現(xiàn)高度關(guān)聯(lián)性。
[0032]如圖2所示，復(fù)合波形（200)的示范性單獨(dú)波形或頻片（201)對(duì)應(yīng)于在從時(shí)間幀h開始的發(fā)送時(shí)段T期間，例如，如圖IB中的過程（156)所述發(fā)送的頻片fN_2。如圖2所示，在發(fā)送時(shí)段T之后，呈現(xiàn)如圖IB中的過程（158)所述接收返回聲波形回波的接收時(shí)間間隔
Tro發(fā)送時(shí)段T和接收時(shí)間間隔Tk形成在隨后時(shí)間幀（t1;t2，t3，......)中可以重復(fù)的幀時(shí)段Tf0
[0033]示范性復(fù)合波形（200)可以通過由方程⑴給出、可以在時(shí)域中表示成復(fù)數(shù)的波形方程W來表不：
[0034]^=ΣΣ^(2/7,7/ο,Η?>ι,? ]u(t - kTf)(I)

k η
[0035]W由M種單獨(dú)正交波形（例如，正交頻片）組成，其中J = -V1I在方程⑴中，T
代表編碼序列的頻片持續(xù)時(shí)間或時(shí)段，以及fo代表頻片基頻，使得fo = ι/NT,以及其中Nftl是最大頻率，和（M-N+D&是最小頻率。η代表從M-N+1到N的正整數(shù)的序列。波形重復(fù)頻率是1/Tf，Tf是一個(gè)幀或時(shí)代的持續(xù)時(shí)間，以及對(duì)于O彡X彡Tf，U(X) = I。代表第k時(shí)代中的第η頻片的頻片相位項(xiàng)，以及An是第η頻片的振幅。頻片相位項(xiàng)Φη1?可以是偽隨機(jī)相位項(xiàng)，其中偽隨機(jī)加擾開始相位Φη1?是集合{Ιη1?2π/Ν}中的隨機(jī)數(shù)，其中Ink是不放回地從級(jí)數(shù)I = 0，1，2，3，......，N中選擇的隨機(jī)、正整數(shù)的序列，N是大數(shù)。作為附加相位項(xiàng)的(；是0與2π之間的數(shù)字。例如，頻片相位偽隨機(jī)值Φ&可以預(yù)存在系統(tǒng)控制器（102)和/或波形發(fā)生器（107)的存儲(chǔ)單元內(nèi)的示范性數(shù)據(jù)庫中。
[0036]復(fù)合波形W可以通過合成基本正交編碼波形（例如，頻片）形成，其中每種編碼波形對(duì)應(yīng)于不同頻帶，以及編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種，例如，在波形合成器（108)中合成的編碼波形。通過選擇定義頻片的載波頻率的兩個(gè)或更多個(gè)頻率(例如，包括選擇最小和最大頻率）和確定頻片的An振幅值，可以將編碼波形合成成頻率編碼波形。頻率編碼波形的合成還可以包括確定編碼波形的每種波形的時(shí)間帶寬乘積（MftlT)參數(shù)。在一些實(shí)現(xiàn)中，可以將特定頻片的振幅確定成在特定時(shí)代期間那種頻片的單個(gè)值，以及在特定頻片的隨后時(shí)代中重復(fù)。在其它實(shí)現(xiàn)中，可以將特定頻片的振幅確定成在特定時(shí)代期間那種頻片的單個(gè)值，以及在特定頻片的隨后時(shí)代中指定不同單個(gè)值。并且，在其它實(shí)現(xiàn)中，可以將特定頻片的振幅確定成包括在特定時(shí)代期間那種頻片的多個(gè)振幅值，其中在特定頻片的隨后時(shí)代中重復(fù)或改變An的多個(gè)值。從最大頻率（Nftl)到最小頻率（(Μ-Ν+1)f0)的頻率范圍以及單獨(dú)波形振幅項(xiàng)（An)的集合的選擇可以利用許多已知代碼序列（例如，包括推動(dòng)序列、巴克（Barker)碼等）之一或，例如，將對(duì)偽隨機(jī)代碼或任何其它代碼的數(shù)值搜索用于最小模糊旁瓣。
[0037]另外或可替代地，通過確定編碼波形的每種波形的單獨(dú)波形相位項(xiàng)（Φη1?)，可以將編碼波形合成成相位編碼波形。例如，為了提供復(fù)合波形W的變種，相位φη1?在發(fā)送時(shí)段T內(nèi)可以包括頻片的一個(gè)或多個(gè)相位值。在一些實(shí)現(xiàn)中，可以將特定頻片的相位φη1?確定成在特定時(shí)代期間那種頻片的單個(gè)值，以及在特定頻片的隨后時(shí)代中重復(fù)。在其它實(shí)現(xiàn)中，可以將特定頻片的相位φη1?確定成在特定時(shí)代期間那種頻片的單個(gè)值，以及在特定頻片的隨后時(shí)代中指定不同單個(gè)值。并且，在其它實(shí)現(xiàn)中，可以將特定頻片的相位φη1?確定成包括在特定時(shí)代期間那種頻片的多個(gè)值，其中在特定頻片的隨后時(shí)代中重復(fù)或改變?chǔ)咋??的多個(gè)值。例如，第一時(shí)代（O中的波形（201)可以包括第一相位ΦΑ，例如，作為其發(fā)送時(shí)段T的開始部分的相移、和第二相位ΦΒ，例如，作為其發(fā)送時(shí)段T的后面部分的相移。下一個(gè)時(shí)代U1)中的波形（201)可以重復(fù)示范性相位04和①^乍為其開始和以后相移，或包括另一個(gè)相移序列（例如，像ΦΑ，ΦΒ，Φ。那樣，或像Φ0Ρ ΦΑ那樣，或其它配置）。頻率編碼的合成還可以包括確定編碼波形的每種波形的時(shí)間帶寬乘積（MftlT)參數(shù)。
[0038]如在圖2中所看到，示范性發(fā)送波形W可以由正交的和完全跨過頻率范圍fN_M+1到&的M種單獨(dú)波形的集合組成。參數(shù)N可以被選成大數(shù)，以便賦予W以寬瞬時(shí)帶寬。在最低頻率fN-M+1 = 1/T的特殊情況下，W可以描述可以包含在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的任何寬帶波形。對(duì)于M種單獨(dú)波形當(dāng)中的任何波形，可以在間隔T期間在單種波形中編碼一個(gè)或多個(gè)相位(例如，Φη1?)。另外，M種單獨(dú)波形當(dāng)中的任何波形都可以包括編碼在單種波形中的多個(gè)振幅。這可以通過振幅加權(quán)和相位加權(quán)來實(shí)現(xiàn)。
[0039]通過方程（I)描述的單獨(dú)波形的家族可以形成相干、偽隨機(jī)噪聲、編碼和/或相位編碼、擴(kuò)頻復(fù)合波形。根據(jù)參數(shù)的選擇，可以使單獨(dú)波形統(tǒng)計(jì)性地在所希望的某種程度上正交。例如，對(duì)于給定波形，描述在后面方程（2)中的模糊函數(shù)的旁瓣水平代表那種波形的正交性的程度。通過確定波形的特定參數(shù)，可以顯著提高醫(yī)學(xué)超聲圖像分辨率。例如，影響醫(yī)學(xué)超聲圖像的分辨率的參照包括決定波形的固有組合軸向范圍（例如，多普勒分辨率）和斑點(diǎn)抑制能力的時(shí)間帶寬乘積（MftlT)參數(shù)、和決定統(tǒng)計(jì)正交性的程度（例如，其又決定波形可以在生物組織的非均勻介質(zhì)中起作用的程度）的單獨(dú)波形相位項(xiàng)（Φη1?)。例如，旁瓣越低，正交性就越大以及分辨率就越高（噪聲就越低）。單獨(dú)波形相位項(xiàng)（Φη1?)的集合的選擇可以利用許多已知代碼序列（例如，包括巴克（Barker)、弗蘭克（Frank)、格雷（Golay)等）之一或，例如，將對(duì)偽隨機(jī)代碼或任何其它代碼的數(shù)值搜索用于最小模糊旁瓣。
[0040]在一些實(shí)現(xiàn)中，例如，通過方程（I)描述的復(fù)合波形（200)可以是單帶寬、相干、頻率和/或相位編碼波形。例如，根據(jù)參數(shù)的選擇，可以使單種波形統(tǒng)計(jì)性地與存在于目標(biāo)介質(zhì)中的任何其它信號(hào)波形或噪聲信號(hào)正交。
[0041]作為第η頻片的振幅的參數(shù)An、和作為附加相位項(xiàng)的Cn組合在一起可以提供激發(fā)換能器陣列（111)的每個(gè)單獨(dú)元件、以便產(chǎn)生在W的頻率范圍上具有所希望振幅和相位特性的模擬信號(hào)的預(yù)強(qiáng)調(diào)。發(fā)送波形的預(yù)強(qiáng)調(diào)可以補(bǔ)償作為頻率的函數(shù)的換能器元件的非不變振幅和相位響應(yīng)、和中間組織層的非均勻傳播特性兩者。例如，預(yù)強(qiáng)調(diào)項(xiàng)可以提供具有振幅不變（例如，平坦）和相位與頻率關(guān)系特性已知的等振幅頻片的聲波形。這樣的振幅與頻率關(guān)系不變的聲波形可以稱為“白色”波形?？商娲?，如果不提供預(yù)強(qiáng)調(diào)，則發(fā)送聲波形可以重復(fù)換能器的頻率響應(yīng)，這樣的波形被稱為“有色”波形。接收波形的去強(qiáng)調(diào)可以允許確定目標(biāo)介質(zhì)的體積，例如，生物組織體的反射特性。
[0042]通過檢查，單頻模式（例如，傳統(tǒng)A、B和C模式）由于它們的單色性質(zhì)而無需預(yù)強(qiáng)調(diào)。這樣的單頻波形可能需要，例如，振幅控制，以便保證生物安全聲強(qiáng)極限。
[0043]如果每個(gè)頻片的相位是隨機(jī)的，則發(fā)送波形W可以具有類隨機(jī)噪聲特性，如果每個(gè)頻片的相位（Onk+Cn)是唯一確定的，可重復(fù)的以及與主時(shí)鐘（如圖IA所示）同步，則可以將發(fā)送波形W分類成偽隨機(jī)噪聲。這樣的偽隨機(jī)噪聲波形是相干接收器的相干允許實(shí)現(xiàn)。
[0044]寬瞬時(shí)帶寬、偽隨機(jī)噪聲波形的圖像處理優(yōu)點(diǎn)可以包括利用適當(dāng)波形選擇抑制、以及潛在地消除斑點(diǎn)，例如，作為通常與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)超聲圖像相聯(lián)系的相互干擾波形產(chǎn)生的隨機(jī)強(qiáng)度圖案的散斑/斑點(diǎn)圖案。斑點(diǎn)的這種示范性抑制可以等同于沒有可觀察斑點(diǎn)的寬帶、類高斯噪聲白光照射的場(chǎng)景與相同場(chǎng)景的呈現(xiàn)強(qiáng)斑點(diǎn)的窄帶激光照射的類比。
[0045]相干、偽隨機(jī)噪聲、頻率和/或相位編碼波形的信號(hào)處理優(yōu)點(diǎn)可以包括使波形具有極短時(shí)間和多普勒旁瓣。例如，模糊函數(shù)Α(τ，υ)可以是示出由于多普勒頻移（U)或傳播延遲（τ)接收器中的匹配濾波器處理的接收波形的失真的二維表示。具體地說，示范性模糊函數(shù)Α( τ，u)通過方程（2)來定義，并且只由波形性質(zhì)和接收器特性決定而不是由情形決定。Α(τ，U)的模糊函數(shù)通過如下方程定義：
[0046]Α(τ,υ)^ \ Xa{t)Xb{t-r)eJ2πυ?( 2 )

-OO
[0047]其中對(duì)于ο 彡 t（O =+e; [2 …('飛 b ]，否則，xk (t) = ο。
[0048]對(duì)于方程（I)所述的類型的波形，可以獲得如下方程：
Α(τ,υ,?,/η,Φη,/ΙΗ,Φη?Τ) =
[0049]|r~ (^Ql Sin [2 ；Τ(Δ/)(Γ - |Δφ] -2π +Atyfn Λ/+ υ/+ΔΦ ] (3)
I —~[24Δ/)(Γ-|Δ/|)] e
[0050]其中At = τ-t, Af= υ-(fn-fm)和Λ Φ = Φ η- Φ π，這可以導(dǎo)致顯示在方程（4)中的完全模糊方程：
[0051 ]-<廠= ~?Σ^{τ,VXfn ,Φ/; Jm,Φ",,Γ)(4 )

η πι
[0052]其中η和m兩者是從Ν_Μ+1到N的正整數(shù)的序列。
[0053]圖3示出了通過波形W的方程表示的偽隨機(jī)噪聲、頻率編碼波形（301)的示范性模糊函數(shù)特性。示范性編碼波形（301)包括128的碼長。如圖3所示，這個(gè)模糊函數(shù)的旁瓣（302)由頻片與頻片相位相互作用引起，具有作為Ν2的函數(shù)的低于波峰的坪高。
[0054]通過檢查，許多波形（W)都可能取決于選擇的特定隨機(jī)數(shù)代碼（Ink)。但是，對(duì)于定義的每種波形，不能保證旁瓣性能，因此，應(yīng)該只使用如通過一組可能代碼的數(shù)值搜索所確定給出足夠低旁瓣的那些代碼。
[0055]例如，在醫(yī)療超聲應(yīng)用中，作為傳播介質(zhì)的活組織是非均勻的。傳播介質(zhì)的非均勻性可以造成不同延時(shí)，以及活組織可以引入不想要運(yùn)動(dòng)引起多普勒效應(yīng)。超聲換能器陣列還可以在超聲波束的偏軸部分中引起將不想要延時(shí)和多普勒返回信號(hào)加入主瓣的返回信號(hào)中的非所希望旁瓣和柵瓣（例如，由于物理尺寸限制）。通過適當(dāng)?shù)匾种撇煌訒r(shí)、運(yùn)動(dòng)引起多普勒、換能器旁瓣效應(yīng)引起的干擾，呈現(xiàn)低模糊函數(shù)旁瓣的波形可以顯著改善聚焦和目標(biāo)對(duì)比度。
[0056]相干、偽隨機(jī)噪聲、頻率和/或相位編碼波形可以使可以提高尺寸有限超聲換能器陣列，例如，醫(yī)療超聲換能器陣列的橫向分辨率的更高階交叉范圍聚焦技術(shù)得以應(yīng)用。
[0057]例如，每種生物組織類型和每種病變組織類型可能呈現(xiàn)作為頻率和空間形態(tài)的函數(shù)的它們自己唯一超聲回波返回信號(hào)。當(dāng)使用傳統(tǒng)彈性成像（Elastograph)模式（E模式）形式時(shí)，例如，由于像不能精確表征超聲波通過重疊非均勻介質(zhì)的傳播那樣的測(cè)量誤差，可能難以利用這樣的性質(zhì)來分類組織。通過同時(shí)確定每條聲射線通過中間組織層的傳播延遲以及精確確定正受到調(diào)查的目標(biāo)體積的空間回波特征，示范性系統(tǒng)（100)產(chǎn)生的示范性波形，例如，寬瞬時(shí)寬帶、相干、偽隨機(jī)噪聲、頻率和/或相位編碼波形可以實(shí)現(xiàn)組織區(qū)分?？梢詫⑵渲幸粋€(gè)例子是貝葉斯推理分類器的分類器應(yīng)用于從接收回波的的測(cè)量特性中獲得的特征數(shù)據(jù)，以便自動(dòng)分類在提供計(jì)算機(jī)輔助診斷模式（CAD模式）的目標(biāo)體積中觀察到的組織類型。
[0058]與固有地具有顯著降低圖像質(zhì)量和依靠操作人員個(gè)體技術(shù)的傳統(tǒng)E模式不同，方程（I)所述的示范性波形可以在ATS和/或CAD模式下，在按組織類型同時(shí)著色所得圖像的同時(shí)可以固有地提供改善的圖像質(zhì)量。借助于這種優(yōu)點(diǎn)，可以緩解用戶的技術(shù)，以及可辨別病變部位的邊界，因此使診斷得到改善。
[0059]另外，根據(jù)發(fā)送放置的波形合成器（108)和根據(jù)接收放置的數(shù)字信號(hào)處理器(104)(如圖IA所示）還可以執(zhí)行波束控制（例如，波束偏轉(zhuǎn)、動(dòng)態(tài)波束聚焦、和波束形成）功能。圖4A-4C示出了通過在相控陣列的每個(gè)元件之間引入不同延時(shí)或等效地相移和振幅加權(quán)執(zhí)行這些數(shù)字電子功能的基本要素。如可以在圖4A中看到，不同相移可以補(bǔ)償每條聲射線（r1; r2, r3,......, ri；......)從第i元件行進(jìn)到焦點(diǎn)（P)的距離⑷的不同變化。
由于焦點(diǎn)（P)未沿著換能器陣列（111)瞄準(zhǔn)/對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)介質(zhì)中的目標(biāo)的z軸方向，所以形成角度（Θ )。另外，可以將不同振幅權(quán)重應(yīng)用于每個(gè)元件，以便控制波束形狀和抑制旁瓣和柵瓣。此外，對(duì)于示范性波形中的一個(gè)或多個(gè)頻片，波形發(fā)生器（107)可以預(yù)編碼相位延遲，以便延遲在換能器陣列（111)中的每個(gè)換能器元件上發(fā)送的一個(gè)或多個(gè)頻片的相位。這種特征的示范性結(jié)果可以在圖4B和4C中看到。可以將一個(gè)或多個(gè)頻片的示范性相位延遲值傳送給數(shù)字信號(hào)處理器（104)和/或系統(tǒng)控制器（1020)，以便在接收復(fù)合波形的信號(hào)處理中并入該相位延遲值。
[0060]對(duì)于窄瞬時(shí)帶寬超聲設(shè)備，這種功能可以通過在驅(qū)動(dòng)每個(gè)元件的復(fù)合模擬信號(hào)上引入相移和振幅衰減來實(shí)現(xiàn)。但是，對(duì)于系統(tǒng)（100)生成的示范性擴(kuò)頻、寬瞬時(shí)帶寬、頻率和/或相位編碼波形，如方程（5)所指，分別對(duì)所有I個(gè)元件的每個(gè)陣列元件（i)作為頻率(η)的函數(shù)地分別振幅加權(quán)（Bni)和相位加權(quán)（Dni)波形（Wi)的每個(gè)單獨(dú)頻片。
[0061]Wi (O = ΣΣΛηΒη?β^^1+Φ^+€" +D-h(t - kTf)(5)

k η
[0062]在發(fā)送時(shí)，可以由系統(tǒng)控制器（102)計(jì)算每個(gè)頻片所需的振幅和相位權(quán)重，并且可以將其作為指令發(fā)送給波形發(fā)生器（107)。波形發(fā)生器（107)然后可以將數(shù)字字（實(shí)部和虛部）發(fā)送給波形合成器和波束控制器（108)，波形合成器和波束控制器（108)產(chǎn)生由放大器（109)放大和發(fā)送給換能器陣列（111)的陣列的每個(gè)元件的模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0063]在接收時(shí)，執(zhí)行相反的過程。A/D轉(zhuǎn)換器模塊（113)可以將代表每個(gè)陣列元件的每個(gè)頻片的振幅和相位信息的數(shù)字字發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理器（104)，數(shù)字信號(hào)處理器（104)接著可以數(shù)字地形成每個(gè)頻片的接收波束。
[0064]可以使用眾多方式來處理接收的波形，例如，寬帶寬、擴(kuò)頻、頻率和/或相位編碼波形。圖5示出了示范性校正處理技術(shù)。例如，示范性校正處理技術(shù)的輸入可以包括數(shù)字化接收信號(hào)Yi(T，^)，可以將數(shù)字化接收信號(hào)1(1，U)乘以發(fā)送數(shù)字波形的復(fù)共軛復(fù)制品（（O?？梢栽谙喑酥皩?fù)共軛復(fù)制品τ)時(shí)移I·如在圖5中所看到，對(duì)于多次時(shí)移，可以重復(fù)這種相乘運(yùn)算多次，例如，J次。多次時(shí)移的多次相乘運(yùn)算可以并行地重復(fù)，但對(duì)于每次運(yùn)算，如圖所示，可以將復(fù)制品相對(duì)于前一個(gè)時(shí)移增量％。對(duì)于每個(gè)時(shí)步，可以利用像漢恩（Hann)、海明（Hamming)、杜克（Tukey)、凱澤貝塞爾（Kaiser Bessel)、多爾夫-切比雪夫（Dplph-Chebyshev)、布萊克曼-哈里斯（Blackman-Harris)窗口等那樣的窗口函數(shù)、快速傅立葉變換（FFT)積分器濾波所得乘積，并且讓其通過數(shù)字濾波器。例如，可以應(yīng)用獨(dú)立于特定波形W的類型的數(shù)字濾波器來濾波和抽選輸入信號(hào)。該示范性過程可以導(dǎo)致?lián)Q能器陣列的每個(gè)單獨(dú)第i元件的范圍-多普勒返回信號(hào)。然后可以使用傳統(tǒng)技術(shù)處理來自示范性檢測(cè)算法的輸出數(shù)據(jù)流以形成用于顯示的圖像。處理后的范圍和多普勒波形可以通過將I個(gè)換能器元件劃分成兩個(gè)或更多個(gè)子陣列加以進(jìn)一步處理。可以取決于第i元件屬于哪個(gè)子陣列地在振幅和/或相位中加權(quán)第i元件的處理后范圍-多普勒返回信號(hào)。然后可以相加和相減這些加權(quán)返回信號(hào)。然后可以處理這些和值和差值以提高系統(tǒng)的交叉范圍圖像分辨率。
[0065]所公開技術(shù)的幾種應(yīng)用和使用可以被實(shí)現(xiàn)成利用上述系統(tǒng)、方法和設(shè)備的所述特征。下面針對(duì)所公開技術(shù)的臨床使用來描述一些例子。
[0066]在一種示范性應(yīng)用中，示范性擴(kuò)頻超聲設(shè)備的所得圖像質(zhì)量、ATS和CAD模式可以使初級(jí)保健醫(yī)生能夠?qū)⑦@種形式納入例行檢查篩選協(xié)議中，以便定位早期惡性腫瘤（例如，第O或I期）以及后期癌癥。作為這種應(yīng)用的結(jié)果，該設(shè)備可以潛在地，例如，提高難以診斷患像胃癌、胰腺癌、膀胱癌等那樣的惡性腫瘤的無癥狀患者的存活率。
[0067]在另一種示范性應(yīng)用中，示范性擴(kuò)頻超聲設(shè)備的所得圖像質(zhì)量、ATS和CAD模式可以使專業(yè)認(rèn)證放射科醫(yī)師在任何手術(shù)活檢或切除干預(yù)之前將贅生物診斷成良性的或惡性的。作為這種應(yīng)用的結(jié)果，放射科醫(yī)師定位和診斷早期惡性腫瘤（例如，第O或I期）的能力可以潛在地改善患者存活率。另外，可以潛在地避免不必要的活檢，以及伴隨著它們的像，例如，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA金黃色葡萄球菌）感染那樣難以治療或甚至致命的并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。
[0068]在另一種示范性應(yīng)用中，示范性擴(kuò)頻超聲設(shè)備的所得3D圖像質(zhì)量以及它的4D成像能力可以用在細(xì)針活檢和其它醫(yī)療過程中。例如，可以將示范性擴(kuò)頻超聲設(shè)備并入示范性細(xì)針活檢儀器中（例如，利用設(shè)備的換能器探針），這可以使極小、早期（例如，第O或I期）贅生物得到細(xì)針活檢以確認(rèn)非侵入性診斷。作為這種應(yīng)用的結(jié)果，外科醫(yī)生避免開放性活檢和可能導(dǎo)致難以治療和致命的并發(fā)癥的潛在性的能力顯然有利于患者。
[0069]在另一種示范性應(yīng)用中，這種設(shè)備的擴(kuò)頻換能器探針與微創(chuàng)手術(shù)高清晰度視頻儀器的結(jié)合可以允許融合光學(xué)和超聲圖像。鑒于這種擴(kuò)頻超聲設(shè)備的改善3D圖像質(zhì)量、它的4D成像能力、ATS和CAD模式，這樣的融合視頻和超聲圖像可以賦予外科醫(yī)生以無需切除過多正常組織地定位和手術(shù)切除病變組織的額外能力。
[0070]在另一種示范性應(yīng)用中，鑒于這種擴(kuò)頻超聲設(shè)備的改善3D圖像質(zhì)量、它的4D成像能力、以及它的ATS模式，示范性擴(kuò)頻超聲設(shè)備通過精確引導(dǎo)導(dǎo)管和密封放射源插入適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)中，可以縮短近距離治療惡性贅生物的時(shí)間。將這種擴(kuò)頻超聲設(shè)備應(yīng)用于近距離治療尤其可用于治療細(xì)小、難以定位的贅生物以及它們的邊界。
[0071]在另一種示范性應(yīng)用中，鑒于這種擴(kuò)頻超聲設(shè)備的改善3D圖像質(zhì)量、它的4D成像能力、以及它的ATS模式，示范性擴(kuò)頻超聲設(shè)備通過精確引導(dǎo)導(dǎo)管和藥物插入適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)中，可以實(shí)現(xiàn)高劑量、定域藥物的有效插入來治療疾病。將這種擴(kuò)頻超聲設(shè)備應(yīng)用于近距離治療尤其可用于治療細(xì)小、難以定位的贅生物。
[0072]像各種模塊那樣描述在本說明書中的主題和功能操作的實(shí)現(xiàn)可以在數(shù)字電子線路，或在包括公開在本說明書中的結(jié)構(gòu)和它們的結(jié)構(gòu)等效物的計(jì)算機(jī)軟件、固件、或硬件中，或在它們的一種或多種的組合體中實(shí)現(xiàn)。描述在本說明書中的主題的實(shí)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)成一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，例如，編碼在有形和非短暫計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上供數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行或控制數(shù)據(jù)處理裝置的操作的計(jì)算機(jī)程序指令的一個(gè)或多個(gè)模塊。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是機(jī)器可讀存儲(chǔ)設(shè)備、機(jī)器可讀存儲(chǔ)基片、存儲(chǔ)器件、影響機(jī)器可讀傳播信號(hào)的物質(zhì)的復(fù)合物、或它們的一種或多種的組合體。術(shù)語“數(shù)據(jù)處理裝置”包含處理數(shù)據(jù)的所有裝置、設(shè)備和機(jī)器，舉例來說，包括可編程處理器、計(jì)算機(jī)、或多個(gè)處理器或多臺(tái)計(jì)算機(jī)。除了硬件之外，該裝置還可以包括為所涉及的計(jì)算機(jī)程序創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境的代碼，例如，構(gòu)成處理器固件、協(xié)議棧、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、或它們的一種或多種的組合體的代碼。
[0073]計(jì)算機(jī)程序（也稱為程序、軟件、應(yīng)用軟件、腳本或代碼）可以用包括編譯或解釋語言的任何形式編程語言編寫，并且可以以任何形式部署，包括部署成獨(dú)立程序或部署成模塊、組件、子例程、或適合用在計(jì)算環(huán)境中的其它單元。計(jì)算機(jī)程序未必對(duì)應(yīng)于文件系統(tǒng)中的文件。一個(gè)程序可以存儲(chǔ)在保存其它程序或數(shù)據(jù)（例如，存儲(chǔ)在標(biāo)記語言文檔中的一個(gè)或多個(gè)腳本）的文件的一部分中，存儲(chǔ)在專用于所涉及的程序的單個(gè)文件中，或存儲(chǔ)在多個(gè)協(xié)作文件（例如，存儲(chǔ)代碼的一個(gè)或多個(gè)模塊、子程序、或部分的文件）中。計(jì)算機(jī)程序可以被部署成在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上或在處在一個(gè)地點(diǎn)上或分布在多個(gè)地點(diǎn)上并通過通信網(wǎng)絡(luò)互連的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。
[0074]描述在本說明書中的過程和邏輯流程可以由執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序以便通過操作輸入數(shù)據(jù)和生成輸出執(zhí)行功能的一個(gè)或多個(gè)可編程處理器執(zhí)行。過程和邏輯流程也可以由專用邏輯電路，例如，F(xiàn)PGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）或ASIC(專用集成電路）執(zhí)行，以及裝置也可以實(shí)現(xiàn)成專用邏輯電路，例如，F(xiàn)PGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）或ASIC(專用集成電路）。
[0075]適合執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的處理器包括，舉例來說，像例如數(shù)字信號(hào)處理器（DSP)那樣的通用和專用兩者的微處理器、和任何類型數(shù)字計(jì)算機(jī)的任何一個(gè)或多個(gè)處理器。一般說來，處理器接收來自只讀存儲(chǔ)器或隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器，或兩者的指令和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的基本元件是執(zhí)行指令的處理器和存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器件。一般說來，計(jì)算機(jī)還包括存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)大容量存儲(chǔ)設(shè)備，例如，磁盤、磁光盤、或光盤，或可操作地耦合成從其接收數(shù)據(jù)，向其發(fā)送數(shù)據(jù)，或兩者。但是，計(jì)算機(jī)無需含有這樣的設(shè)備。適合存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序指令和數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括所有形式的非易失性存儲(chǔ)器、介質(zhì)和存儲(chǔ)器件，舉例來說，包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，例如，EPROM、EEPROM、和閃速存儲(chǔ)器件。處理器和存儲(chǔ)器可以通過專用邏輯電路補(bǔ)充，或并入專用邏輯電路中。
[0076]雖然本說明書包含許多細(xì)節(jié)，但這些細(xì)節(jié)不應(yīng)該理解為限制本發(fā)明的范圍或可能要求保護(hù)的范圍，而是作為對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例特有的特征的描述。在獨(dú)立實(shí)施例的背景下描述在本專利文件中的某些特征也可以在單個(gè)實(shí)施例中以組合形式實(shí)現(xiàn)。相反，在單個(gè)實(shí)施例的背景下描述的各種特征也可以獨(dú)立地或以任何適當(dāng)分組合的形式在多個(gè)實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。此外，盡管上面可能將一些特征描述成以某種組合形式起作用和甚至最初要求這樣，但所要求組合當(dāng)中的一種或多種特征在一些情況下可以從該組合中分割出來，以及所要求組合可以針對(duì)分組合或分組合的變種。
[0077]類似地，雖然在附圖中按特定次序描繪這些操作，但不應(yīng)該將此理解為要求按所示的特定次序或順序地執(zhí)行這樣的操作，或執(zhí)行所有例示的操作來獲得所希望的結(jié)果。在某些情況下，多任務(wù)和并行處理可能是有利的。此外，在上述的實(shí)施例中各種系統(tǒng)組件的分開不應(yīng)該理解為在所有實(shí)施例中都要求這樣分開。
[0078]上面只描述了少數(shù)實(shí)現(xiàn)和實(shí)施例，可以根據(jù)本專利文件所述和所例示作出各種其它實(shí)現(xiàn)、改善和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種在聲成像設(shè)備中從聲波形中創(chuàng)建圖像的方法，包括： 將聲成像設(shè)備中的發(fā)送/接收切換器設(shè)置成向目標(biāo)發(fā)送聲波形的發(fā)送模式； 在發(fā)送聲波形時(shí)，在一個(gè)或多個(gè)波形合成器中合成形成復(fù)合波形的多種基本正交編碼波形作為向目標(biāo)發(fā)送的聲波形，其中每種波形對(duì)應(yīng)于不同頻帶，該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種； 將聲成像設(shè)備中的發(fā)送/接收切換器設(shè)置成接收從目標(biāo)的至少一部分返回的返回聲波形的接收模式； 將接收的返回聲波形從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式作為包含目標(biāo)的信息的接收復(fù)合波形；以及 處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中合成頻率編碼波形包括選擇與頻帶相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)或更多個(gè)載波頻率，以及確定編碼波形的每種波形的一個(gè)或多個(gè)振幅和時(shí)間帶寬乘積參數(shù)。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中合成相位編碼波形包括確定編碼波形的每種波形的時(shí)間帶寬乘積參數(shù)和相位參數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該相位參數(shù)從一組偽隨機(jī)數(shù)中確定。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該相位參數(shù)從一組確定數(shù)中確定。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該編碼波形是相干波形。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該編碼波形是頻率編碼波形和相位編碼波形。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中多種編碼波形的每一種波形包括一個(gè)或多個(gè)振幅和一個(gè)或多個(gè)相位。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中針對(duì)多種編碼波形的至少一種波形單獨(dú)振幅加權(quán)一個(gè)或多個(gè)振幅，從而提供聲波形的偏轉(zhuǎn)、聚焦或形成的至少一種。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中針對(duì)多種編碼波形的至少一種波形單獨(dú)相位加權(quán)一個(gè)或多個(gè)相位，從而提供聲波形的偏轉(zhuǎn)、聚焦或形成的至少一種。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該信息包括與接收復(fù)合波形的相應(yīng)頻帶相聯(lián)系的振幅和相位。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中針對(duì)接收復(fù)合波形的相應(yīng)頻帶的至少一個(gè)頻帶單獨(dú)振幅加權(quán)該振幅，從而提供聲波形的偏轉(zhuǎn)、聚焦或形成的至少一種。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中針對(duì)接收復(fù)合波形的相應(yīng)頻帶的至少一個(gè)頻帶單獨(dú)相位加權(quán)該相位，從而提供聲波形的偏轉(zhuǎn)、聚焦或形成的至少一種。
14.如權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)復(fù)合波形形成射頻（RF)波形。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)RF波形形成聲波形。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括放大RF波形。
17.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該聲波形是包括與多種編碼波形相聯(lián)系的相應(yīng)頻帶的空間組合聲波形。
18.如權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括放大接收返回聲波形。
19.如權(quán)利要求I所述的方法，其中處理接收復(fù)合波形由數(shù)字信號(hào)處理器（DSP)進(jìn)行。
20.—種聲波形成像系統(tǒng),包括： 包含與波形發(fā)生器耦合的一個(gè)或多個(gè)波形合成器的波形生成單元，其中該波形生成單元合成包含多種基本正交編碼波形的復(fù)合波形，該多種基本正交編碼波形對(duì)應(yīng)于該一個(gè)或多個(gè)波形合成器按照該波形發(fā)生器提供的波形信息生成的頻帶，該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種； 發(fā)送/接收切換單元，用于在發(fā)送模式與接收模式之間切換； 與該發(fā)送/接收切換單元通信的換能元件陣列，用于向目標(biāo)發(fā)送基于該復(fù)合波形的聲波形和接收從目標(biāo)的至少一部分返回的返回聲波形； 模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換器陣列，用于將該換能元件陣列接收的接收返回聲波形從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式作為包含目標(biāo)的信息的接收復(fù)合波形； 與該波形生成單元和該A/D轉(zhuǎn)換器陣列通信的控制單元，其包含處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像的處理單元；以及與該控制單元通信的用戶接口單元。
21.如權(quán)利要求20所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中該用戶接口單元包含顯示圖像的顯示器。
22.如權(quán)利要求20所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中該波形生成單元進(jìn)一步包含配置在該發(fā)送/接收切換單元與該一個(gè)或多個(gè)波形合成器之間、修改復(fù)合波形的一個(gè)或多個(gè)放大器。
23.如權(quán)利要求20所述的聲波形成像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括配置在該發(fā)送/接收切換單元與至少一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器的陣列之間、修改接收返回聲波形的一個(gè)或多個(gè)前置放大器的陣列。
24.如權(quán)利要求20所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中該處理單元包含數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。
25.如權(quán)利要求20所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中該控制單元進(jìn)一步包含使該聲波形成像系統(tǒng)的至少一個(gè)元件中的時(shí)間同步的主時(shí)鐘。
26.如權(quán)利要求20所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中該用戶接口單元進(jìn)一步包含與該控制單元通信的、接收來自用戶的輸入的一個(gè)或多個(gè)用戶接口設(shè)備。
27.如權(quán)利要求26所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中該輸入包括操作模式。
28.如權(quán)利要求27所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中該操作模式包括根據(jù)從返回聲波形中獲得的一種或多種測(cè)量性質(zhì)的至少一種特征實(shí)現(xiàn)圖像顏色編碼的、使生物組織成像的至少一種ATS模式（人工組織染色模式）。
29.如權(quán)利要求27所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中該操作模式包括使用一個(gè)或多個(gè)算法分類器，以便使用從返回聲波形中獲得的一種或多種測(cè)量性質(zhì)的至少一種特征分類生物組織類型的使生物組織成像的至少一種CAD模式（計(jì)算機(jī)輔助診斷模式）。
30.如權(quán)利要求29所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中該用戶接口單元包含根據(jù)分類的生物組織類型顯示生物組織的顏色編碼圖像的顯示器。
31.如權(quán)利要求20所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中將換能器元件的陣列劃分成兩個(gè)或更多個(gè)子陣列，以便針對(duì)與發(fā)送聲波形相對(duì)應(yīng)的頻帶的至少一個(gè)頻帶單獨(dú)振幅加權(quán)兩個(gè)或更多個(gè)子陣列的至少一個(gè)和單獨(dú)相位加權(quán)兩個(gè)或更多個(gè)子陣列的至少一個(gè)并組合它們，從而提供提高的交叉范圍分辨率。
32.如權(quán)利要求20所述的聲波形成像系統(tǒng)，其中將換能器元件的陣列劃分成兩個(gè)或更多個(gè)子陣列，以便針對(duì)與接收返回聲波形相對(duì)應(yīng)的頻帶的至少一個(gè)頻帶單獨(dú)振幅加權(quán)兩個(gè)或更多個(gè)子陣列的至少一個(gè)和單獨(dú)相位加權(quán)兩個(gè)或更多個(gè)子陣列的至少一個(gè)并組合它們，從而提供提高的交叉范圍分辨率。
33.一種從聲波形中創(chuàng)建圖像的方法，包括： 將發(fā)送/接收切換器設(shè)置成發(fā)送模式； 從多種操作模式中選擇一種操作模式； 在一個(gè)或多個(gè)波形合成器中合成形成復(fù)合波形的多種基本正交編碼波形，其中每種波形對(duì)應(yīng)于不同頻帶，該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種； 向目標(biāo)發(fā)送基于該復(fù)合波形的聲波形； 將發(fā)送/接收切換器設(shè)置成接收模式； 接收從目標(biāo)的至少一部分返回的返回聲波形； 將接收的返回聲波形從模擬格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式作為包含目標(biāo)的信息的接收復(fù)合波形；以及 處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中該操作模式包括根據(jù)從返回聲波形中獲得的一種或多種測(cè)量性質(zhì)的至少一種特征實(shí)現(xiàn)圖像顏色編碼的、使生物組織成像的至少一種ATS模式。
35.如權(quán)利要求33所述的方法，其中該操作模式包括使用一個(gè)或多個(gè)算法分類器，以便使用從返回聲波形中獲得的一種或多種測(cè)量性質(zhì)的至少一種特征分類生物組織類型的使生物組織成像的至少一種CAD模式。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)分類的生物組織類型顯示生物組織的顏色編碼圖像。
37.如權(quán)利要求33所述的方法，其中合成頻率編碼波形包括選擇與頻帶相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)或更多個(gè)載波頻率，以及確定編碼波形的每種波形的一個(gè)或多個(gè)振幅和時(shí)間帶寬乘積參數(shù)。
38.如權(quán)利要求33所述的方法，其中合成相位編碼波形包括確定編碼波形的每種波形的時(shí)間帶寬乘積參數(shù)和相位參數(shù)。
39.一種從聲波形中創(chuàng)建圖像的方法，包括： 組合與不同頻帶相對(duì)應(yīng)的多種編碼波形以產(chǎn)生包含在不同頻帶上的基本正交波信號(hào)的復(fù)合波形，該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種； 使用該復(fù)合波形產(chǎn)生朝向目標(biāo)的包括不同頻帶的聲探測(cè)波； 接收該聲探測(cè)波被發(fā)送到目標(biāo)之后從目標(biāo)的至少一部分返回的聲能； 將接收的返回聲能轉(zhuǎn)換成包含目標(biāo)的信息的數(shù)字復(fù)合波形；以及 處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像。
40.一種從聲波形中創(chuàng)建圖像的設(shè)備，包括： 組合與不同頻帶相對(duì)應(yīng)的多種編碼波形以產(chǎn)生包含在不同頻帶上的基本正交波信號(hào)的復(fù)合波形的部件，該編碼波形包括頻率編碼波形或相位編碼波形的至少一種； 使用該復(fù)合波形產(chǎn)生朝向目標(biāo)的包括不同頻帶的聲探測(cè)波的部件； 接收該聲探測(cè)波被發(fā)送到目標(biāo)之后從目標(biāo)的至少一部分返回的聲能的部件；將接收的返回聲能轉(zhuǎn)換成包含目標(biāo)的信息的數(shù)字復(fù)合波形的部件；以及處理該接收復(fù)合波形以產(chǎn)生目標(biāo)的至少一部分的圖像的部件。
【文檔編號(hào)】G01S15/89GK104169739SQ201280065031
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月28日
【發(fā)明者】A.韋格納 申請(qǐng)人:決策科學(xué)國際公司