專(zhuān)利名稱(chēng)：干涉成象的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及利用相位陣天線(xiàn)的干涉成象方法。特別是，本發(fā)明涉及利用數(shù)據(jù)相關(guān)濾波改善醫(yī)療超聲波圖象的方法。
傳統(tǒng)的超聲波成象系統(tǒng)包括超聲換能器元件的陣列，用于發(fā)射超聲波束，然后接收來(lái)自研究物體的反射束。這種掃描包括一系列的測(cè)量，其中發(fā)射聚焦超聲波，短時(shí)間間隔之后系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為接收模式，然后反射的超聲波被接收、成束和處理以便顯示。通常，每次測(cè)量過(guò)程中發(fā)射和接收在同一方向上聚焦，以便從沿著音束或掃描線(xiàn)的一系列點(diǎn)獲得數(shù)據(jù)。當(dāng)接收反射超聲波時(shí)，接收器自動(dòng)聚焦在沿著掃描線(xiàn)的一系列范圍內(nèi)。
對(duì)于超聲波成象，陣列通常具有多個(gè)排列成一排或多排的換能器元件，并用分別的電壓驅(qū)動(dòng)。通過(guò)選擇施加的電壓的時(shí)間延遲(或相位)和振幅，可以控制給定排上的各個(gè)換能器元件，以便產(chǎn)生超聲波，這些超聲波組合形成純超聲波，沿著最佳矢量方向傳播并聚焦在沿著波束的選擇點(diǎn)上。每次發(fā)射的成束參數(shù)可以變化以便產(chǎn)生最大焦點(diǎn)變化，或者改變每次發(fā)射所接收數(shù)據(jù)的內(nèi)容，例如通過(guò)沿著同一掃描線(xiàn)發(fā)射連續(xù)束，并相對(duì)于前面束的焦點(diǎn)移動(dòng)每個(gè)束的焦點(diǎn)。在受控陣列情況下，通過(guò)改變施加的電壓的時(shí)間延遲和振幅，聲束以及它的焦點(diǎn)可以在平面內(nèi)移動(dòng)以便掃描物體。在線(xiàn)性陣列情況下，通過(guò)從一次發(fā)射到下一次發(fā)射在陣列上移動(dòng)孔，垂直于陣列的聚焦束掃描物體。當(dāng)在接收模式中使用換能探針接收反射聲時(shí)也是應(yīng)用同樣的原理。對(duì)接收換能器元件產(chǎn)生的電壓求和以便凈信號(hào)表示從物體上的一個(gè)聚焦點(diǎn)反射的超聲波。如同發(fā)射模式一樣，所述超聲波能量的聚焦接收通過(guò)把分離時(shí)間延遲(和／或項(xiàng)移)和增益給予來(lái)自每個(gè)接收換能器元件的信號(hào)實(shí)現(xiàn)。
超聲波圖象由多個(gè)圖象掃描線(xiàn)構(gòu)成。通過(guò)向感興趣區(qū)域上的點(diǎn)發(fā)射聚焦超聲波能量，然后隨時(shí)接收反射能獲得單個(gè)掃描線(xiàn)(或小局部掃描線(xiàn)組)。聚焦發(fā)射能是指發(fā)射束。在發(fā)射后的時(shí)間內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)接收成束器相干疊加每個(gè)通道接收的能量，并動(dòng)態(tài)改變相位旋轉(zhuǎn)或延遲，以便沿著希望掃描線(xiàn)在與過(guò)去的時(shí)間成比例的范圍內(nèi)產(chǎn)生峰值敏感度。所產(chǎn)生的聚焦敏感度圖樣稱(chēng)為接收束。掃描線(xiàn)分辨率是相關(guān)的發(fā)射和接收束對(duì)的定向性的結(jié)果。特別是，由于對(duì)于每個(gè)換能器元件施加到發(fā)射和接收信號(hào)上的成束時(shí)間延遲，來(lái)自沿著受控角線(xiàn)的組織與發(fā)射焦區(qū)位置的背景散射信號(hào)相干疊加并產(chǎn)生較大的合成束和，而來(lái)自束軸外的組織與發(fā)射焦區(qū)外的背景散射非相干疊加并產(chǎn)生相對(duì)較小的束和。
當(dāng)組織類(lèi)型和解剖部位的圖象亮度不同時(shí)，它們最容易在超聲波圖象中區(qū)別。傳統(tǒng)的醫(yī)療超聲波成象系統(tǒng)的圖象亮度是接收成束信號(hào)的振幅的函數(shù)，即每個(gè)換能器元件上延遲接收信號(hào)相干疊加之后。更準(zhǔn)確地說(shuō)，顯示成束信號(hào)振幅的算法，具有用戶(hù)可調(diào)增益和對(duì)比度，以及可以選擇的少量灰度級(jí)變換表。
遺憾的是，來(lái)自受控超聲波束外的非常強(qiáng)的信號(hào)通常能夠產(chǎn)生信號(hào)，在非相干疊加時(shí)所述產(chǎn)生的信號(hào)仍然生成大的合成信號(hào)，足以惡化或掩蓋相干疊加的較小組織信號(hào)。此外，肌體中的結(jié)構(gòu)，例如不同層的肌肉和脂肪，可能產(chǎn)生超聲波傳播時(shí)間的變化，引起沿受控方向的組織信號(hào)非相干疊加，從而降低這些組織結(jié)構(gòu)的顯示圖象的分辨率。
需要一種成象技術(shù)，該技術(shù)檢測(cè)什么時(shí)候成象器獲得的聲學(xué)數(shù)據(jù)是非相干的，然后適當(dāng)?shù)匾种扑龇窍喔蓴?shù)據(jù)，以便降低顯示圖象的惡化。
本發(fā)明包括利用數(shù)據(jù)相關(guān)濾波改善醫(yī)療超聲波圖象的方法和裝置。根據(jù)接收的超聲波圖象的相干度區(qū)別組織類(lèi)型，濾波器提高組織類(lèi)型之間的對(duì)比度。該方法還抑制一些斑紋躁聲，而不顯著降低分辨率。該方法只需要對(duì)現(xiàn)有超聲波成象系統(tǒng)硬件做簡(jiǎn)單的變化就可以實(shí)時(shí)進(jìn)行。本發(fā)明可以包括在數(shù)字超聲波成象系統(tǒng)的成束器系統(tǒng)中，所述數(shù)字超聲波成象系統(tǒng)具有基帶成束器或純時(shí)間延遲成束器(也稱(chēng)為RF成束器)的。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例包括能適應(yīng)地識(shí)別導(dǎo)致非相干圖形形成和所產(chǎn)生的圖象惡化的情況的方法。首先，沿著傳統(tǒng)成束方式中的視線(xiàn)發(fā)射超聲波束，使用適當(dāng)?shù)陌l(fā)射成束時(shí)間延遲。然后沿著兩個(gè)分別的接收信號(hào)處理通道處理來(lái)自所述發(fā)射的返回信號(hào)。沿著一個(gè)處理通道的時(shí)間延遲設(shè)置為沿著發(fā)射束瞄準(zhǔn)線(xiàn)的傳統(tǒng)相干接收成束，沿著另一個(gè)處理通道的時(shí)間延遲設(shè)置成把非相干求和利用到同一系列返回信號(hào)(例如，時(shí)間延遲等于零)。然后在接收束或矢量的每一點(diǎn)上，比較相干和非相干求和信號(hào)。如果這些信號(hào)非常不同，那么第一處理通道輸出的成束信號(hào)被認(rèn)為是相干的，并允許顯示。如果相干和非相干求和信號(hào)的振幅類(lèi)似，那么同一成束信號(hào)被認(rèn)為是不相干的，并在最終圖象中抑制它的顯示。在對(duì)應(yīng)于最終圖象幀的掃描平面內(nèi)的多次發(fā)射過(guò)程中，對(duì)于獲得的每個(gè)聲學(xué)數(shù)據(jù)矢量重復(fù)上述過(guò)程。
根據(jù)相干求和信號(hào)與非相干求和信號(hào)之間的關(guān)系，信號(hào)顯示的抑制量也可以某些系統(tǒng)方式變化。例如，顯示信號(hào)的強(qiáng)度可以根據(jù)非相干求和信號(hào)與相干求和信號(hào)的比值，或者非相干求和信號(hào)與相干求和信號(hào)的差的倒數(shù)。
根據(jù)另一最佳實(shí)施例，兩個(gè)超聲波束分別發(fā)射，每個(gè)波束具有相同的發(fā)射特性并聚焦在相同的發(fā)射焦區(qū)位置。當(dāng)只有一個(gè)接收信號(hào)處理通道可用時(shí)使用該實(shí)施例。對(duì)于第一次發(fā)射，設(shè)置接收成束時(shí)間延遲使得沿著所述線(xiàn)的每一點(diǎn)處的接收信號(hào)的振幅代表相干信號(hào)。當(dāng)發(fā)射第二波束時(shí)，設(shè)置接收成束器中的時(shí)間延遲，以便產(chǎn)生來(lái)自換能器的接收信號(hào)的完全非相干求和。最好，對(duì)于第二次發(fā)射的時(shí)間延遲設(shè)置為0，即各接收通道中的接收信號(hào)不進(jìn)行時(shí)間延遲。對(duì)于第二次發(fā)射，每一點(diǎn)上的接收信號(hào)的振幅代表非相干信號(hào)。顯示判斷過(guò)程將再一次如前所述進(jìn)行。


圖1是包括本發(fā)明的超聲波成象系統(tǒng)的方框圖；圖2是示出形成圖1中的系統(tǒng)的一部分的發(fā)射器和接收器的細(xì)節(jié)的方框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)替換最佳實(shí)施例的接收器的一部分的方框圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的檢測(cè)處理器的方框圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)最佳實(shí)施例的檢測(cè)處理器的方框圖；圖6是示出根據(jù)圖5中的最佳實(shí)施例的相干因子C變換曲線(xiàn)，實(shí)線(xiàn)是缺省值(沒(méi)有變換)，而虛線(xiàn)示出兩個(gè)具有閾值的線(xiàn)性變換。
參考圖1，可以包括本發(fā)明的典型超聲波成象系統(tǒng)包括換能器陣列10，換能器陣列10具有多個(gè)分別驅(qū)動(dòng)的換能器元件2，當(dāng)用發(fā)射器22產(chǎn)生的脈沖波形激勵(lì)時(shí)，所述每個(gè)換能器元件產(chǎn)生超聲波能脈沖。從研究物體反射回到換能器陣列10的超聲波能量被每個(gè)接收換能器元件2變換為電信號(hào)，并通過(guò)一系列發(fā)射／接收(T／R)開(kāi)關(guān)16分別施加到接收器14。發(fā)射器12、接收器14和T／R開(kāi)關(guān)16在主機(jī)(或主控制器)22的控制下工作，所述主機(jī)(主控制器)22響應(yīng)操作人員的指令。一個(gè)完整的掃描通過(guò)獲得一系列回聲完成，其中開(kāi)關(guān)16設(shè)置在它們的發(fā)射位置，發(fā)射器12瞬時(shí)導(dǎo)通以便激勵(lì)每個(gè)換能器元件2，然后開(kāi)關(guān)16設(shè)置在它們的接收位置，然后把每個(gè)換能器元件2產(chǎn)生的序列回聲信號(hào)施加到接收器14。來(lái)自每個(gè)換能器2的分離的回聲信號(hào)在接收器14中組合以便產(chǎn)生單個(gè)回聲信號(hào)，用于在顯示系統(tǒng)20上的圖象中產(chǎn)生一條線(xiàn)。
發(fā)射器12驅(qū)動(dòng)換能器陣列10使得在聚焦束中傳播或控制所產(chǎn)生的超聲波能。為了做到這一點(diǎn)，發(fā)射器12給予施加到連續(xù)換能器元件2上的各個(gè)脈沖波形24以時(shí)間延遲Ti。通過(guò)以傳統(tǒng)方式適當(dāng)調(diào)整時(shí)間延遲Ti，可以把超聲波束傳播成偏離軸26為θ角并聚焦在固定范圍R內(nèi)。通過(guò)在連續(xù)激發(fā)中逐漸改變時(shí)間延遲Ti實(shí)現(xiàn)扇形掃描。這樣，角度θ以增量變化以便在連續(xù)方向上控制發(fā)射束。
或者，在線(xiàn)性陣列情況下，通過(guò)從一次發(fā)射到下一次發(fā)射在陣列上移動(dòng)孔，垂直傳播到陣列的聚焦束掃描物體。曲線(xiàn)陣列的幾何形狀與線(xiàn)性陣列的幾何形狀類(lèi)似，除了元件是設(shè)置在恒定半徑Rc的曲面上。點(diǎn)反射鏡位于位置(R，θ)，但是接收元件位于距離曲率中心為半徑Rc的換能器弧上。正如同線(xiàn)性陣列的情況一樣，可以計(jì)算出來(lái)自曲線(xiàn)陣列的發(fā)射束的傳播時(shí)間和時(shí)間延遲。本發(fā)明并不限于使用任何特定類(lèi)型的換能器陣列。
再參考圖1，每個(gè)超聲波能脈沖產(chǎn)生的回聲信號(hào)從物體反射，所述物體位于沿著超聲波束的連續(xù)范圍內(nèi)?；芈曅盘?hào)由每個(gè)換能器元件2單獨(dú)檢測(cè)，而且特定點(diǎn)上的回聲信號(hào)大小的采樣及時(shí)表示特定范圍內(nèi)出現(xiàn)的反射量。然而，由于反射點(diǎn)P和每個(gè)換能器2之間的傳播路徑的差異，這些回聲信號(hào)不能同時(shí)檢測(cè)到。接收器14放大單獨(dú)的回聲信號(hào)，給予每個(gè)以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延遲，并對(duì)它們求和以便提供單個(gè)回聲信號(hào)，該信號(hào)精確表示從范圍R內(nèi)的點(diǎn)P反射的沿著在角度θ方向上的超聲波束總超聲波能。發(fā)射和接收成束時(shí)間延遲由主機(jī)22提供。
掃描變換器18接收由接收器14產(chǎn)生的一系列聲學(xué)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并把聲學(xué)數(shù)據(jù)變換為代表希望的圖象的象素強(qiáng)度值。具體地說(shuō)，掃描變換器把聲學(xué)數(shù)據(jù)由極坐標(biāo)(R-θ)扇區(qū)格式或笛卡兒坐標(biāo)線(xiàn)性格式以視頻速率變換為適當(dāng)比例的笛卡兒坐標(biāo)顯示象素強(qiáng)度數(shù)據(jù)。然后輸出該掃描變換數(shù)據(jù)以便在顯示系統(tǒng)20的顯示器上顯示，所述顯示系統(tǒng)20根據(jù)灰度級(jí)變換表對(duì)信號(hào)包絡(luò)的時(shí)變振幅成象。
顯示器顯示的圖象由圖象幀數(shù)據(jù)產(chǎn)生，其中每個(gè)數(shù)據(jù)表示顯示器中各個(gè)象素的強(qiáng)度或亮度。圖象幀可以例如包括256×256數(shù)據(jù)陣列，其中每個(gè)顯示象素強(qiáng)度數(shù)據(jù)是表示象素亮度的8位二進(jìn)制數(shù)。每個(gè)象素具有強(qiáng)度值，該強(qiáng)度值是相應(yīng)通量的背景散射截面對(duì)所使用的詢(xún)問(wèn)超聲波脈沖和灰度級(jí)變換表的函數(shù)。顯示圖象代表肌體成象平面上的組織和／或血流。
系統(tǒng)控制中心是主機(jī)22，主機(jī)22通過(guò)操作者界面(例如控制臺(tái))接收操作者的輸入，然后控制不同的子系統(tǒng)。主機(jī)22完成系統(tǒng)級(jí)的控制功能。系統(tǒng)控制總線(xiàn)(未示出)提供從主機(jī)到子系統(tǒng)的接口。掃描控制器(未示出)向不同的子系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)(聲學(xué)矢量速率)控制輸入。掃描控制器由主機(jī)利用矢量序列和聲學(xué)幀獲取的同步操作程序控制。這樣，掃描控制器控制束分布和束強(qiáng)度。掃描控制器通過(guò)掃描控制總線(xiàn)(未示出)向子系統(tǒng)發(fā)射由主機(jī)定義的束參數(shù)。
發(fā)射成束由編程數(shù)字發(fā)射序列存儲(chǔ)器30完成(見(jiàn)圖2)。位于發(fā)射孔上的每個(gè)換能器元件由脈沖波形激勵(lì)，所述脈沖波形由相應(yīng)的脈沖器28響應(yīng)從發(fā)射序列存儲(chǔ)器30輸出到所述脈沖器的相應(yīng)發(fā)射序列而輸出的。每個(gè)脈沖波形的頻率和長(zhǎng)度由相應(yīng)的發(fā)射序列確定。例如，如果脈沖器28是雙極的，發(fā)射序列的+1和-1分量被脈沖器變換為反相的脈沖，而0分量對(duì)應(yīng)于沒(méi)有脈沖。工作周期或脈沖寬度與發(fā)射序列中連續(xù)+1或-1的數(shù)量成比例。
響應(yīng)主機(jī)22的指令，發(fā)射器12驅(qū)動(dòng)換能器陣列使得超聲波能作為傳播聚焦束發(fā)射。為了實(shí)現(xiàn)聚焦，通過(guò)發(fā)射聚焦延遲程序塊32把相應(yīng)的時(shí)間延遲給予脈沖器28，而相應(yīng)的脈沖振幅由發(fā)射水平控制程序塊34設(shè)置。主機(jī)22確定發(fā)射聲學(xué)脈沖的條件。利用這一信息，發(fā)射聚焦延遲和發(fā)射水平控制程序塊將分別確定脈沖器28將產(chǎn)生的每個(gè)發(fā)射脈沖的時(shí)間和振幅，而發(fā)射脈沖的頻率和長(zhǎng)度由發(fā)射序列確定。具體地說(shuō)，發(fā)射聚焦延遲程序塊用于發(fā)射成束的時(shí)間延遲在主機(jī)22產(chǎn)生。通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)發(fā)射聚焦時(shí)間延遲，每次發(fā)射的超聲波束能夠聚焦在希望的發(fā)射焦區(qū)位置。
在每次發(fā)射之后，T／R開(kāi)關(guān)16切換到接收模式，以便通過(guò)從被掃描的物體背景散射的回聲。這些返回信號(hào)提供給接收成束器的相應(yīng)36個(gè)接收通道。接收成束器響應(yīng)主機(jī)22的指令跟蹤回聲。接收成束器給予接收到的RF回聲信號(hào)以適當(dāng)?shù)慕邮站劢箷r(shí)間延遲(程序塊38)。具體地說(shuō)，接收聚焦延遲程序塊38用于接收成束的時(shí)間延遲在主機(jī)內(nèi)產(chǎn)生。然后成束器40把來(lái)自所有接收通道的RF回聲信號(hào)求和以便提供一個(gè)回聲信號(hào)，該信號(hào)精確表示從對(duì)應(yīng)于特定發(fā)射焦區(qū)的一系列范圍反射的總超聲波能。
接收成束器時(shí)間延遲與上述發(fā)射成束器時(shí)間延遲(Ti)相同。然而，每個(gè)接收通道32的時(shí)間延遲在接收回聲期間連續(xù)變化，以便在發(fā)散回聲信號(hào)的范圍R內(nèi)動(dòng)態(tài)聚焦接收束。接收器14跟蹤由發(fā)射器12控制的發(fā)射束的方向θ，在一系列范圍R內(nèi)采樣回聲信號(hào)，并利用適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延遲(或相移)動(dòng)態(tài)聚焦在沿著束的點(diǎn)P上，從而形成所謂的“接收束”。因此，每次發(fā)射聚焦超聲束導(dǎo)致獲取一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)表示從沿著發(fā)射束的相應(yīng)系列點(diǎn)P反射的聲波量。
接收器進(jìn)一步包括檢測(cè)處理器42，它接收接收成束器的輸出。檢測(cè)處理器處理接收信號(hào)，然后輸出到掃描變換器。
根據(jù)本發(fā)明另一最佳實(shí)施例的接收成束器概括示于圖3中。該接收成束器包括多個(gè)接收通道36，每個(gè)接收通道進(jìn)一步具有一對(duì)并行接收信號(hào)處理路徑，它們運(yùn)載雙重接收信號(hào)。一個(gè)接收信號(hào)處理路徑適用于產(chǎn)生信號(hào)接收樣本Si，它們是相干的，其中i=1，2，…，n，而且n是通道總數(shù)。對(duì)于該相干接收信號(hào)處理通道，是通過(guò)為傳統(tǒng)相干成束設(shè)置接收成束時(shí)間延遲實(shí)現(xiàn)的。另一接收信號(hào)處理路徑適用于產(chǎn)生非相干的接收信號(hào)。這可以至少通過(guò)兩種不同方式實(shí)現(xiàn)。根據(jù)第一種方法，設(shè)置接收成束時(shí)間延遲以便使得信號(hào)接收樣本不相干。例如，時(shí)間延遲可以設(shè)置為等于零，也就是在接收時(shí)不使用時(shí)間延遲。這些信號(hào)接收樣本在圖3中表示為Si，其中仍然有i=1，2，…，n。根據(jù)第二種方法，把與用于另一處理路徑中的相干成束時(shí)間延遲相同的時(shí)間延遲用在第二接收信號(hào)處理路徑中，但是輸出時(shí)間延遲信號(hào)樣本的幅值，也就是絕對(duì)值︱Si︱，i=1，2，…，n，結(jié)果就是時(shí)間延遲無(wú)符號(hào)樣本。
不管使用哪種方法形成非相干接收樣本，利用標(biāo)準(zhǔn)相干成束時(shí)間延遲的接收樣本輸出到相干求和總線(xiàn)44，它利用流水線(xiàn)加法器48把來(lái)自每個(gè)接收通道36的接收樣本相加以便產(chǎn)生求和信號(hào)A。類(lèi)似地，被迫不相干的接收樣本輸出到非相干求和總線(xiàn)46，它利用流水線(xiàn)加法器50把來(lái)自每個(gè)接收通道36的接收樣本相加以便產(chǎn)生求和信號(hào)B。求和信號(hào)A和B中的每一個(gè)包括一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)矢量，每個(gè)矢量對(duì)應(yīng)于每次發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，求和信號(hào)A和B輸出到檢測(cè)處理器42(見(jiàn)圖2)進(jìn)行處理。
根據(jù)圖4中所示的本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，檢測(cè)處理器包括具有用于求和信號(hào)A和B的相應(yīng)輸入的相干檢測(cè)器52。相干檢測(cè)器52被編程以比較求和信號(hào)A和B，并利用測(cè)試算法，該測(cè)試算法確定兩個(gè)信號(hào)之間的相似程度并鑒別求和信號(hào)A的每個(gè)矢量中的哪些數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成非相干數(shù)據(jù)。具體地說(shuō)，如果相似程度大于預(yù)定的閾值，相干檢測(cè)器52確定求和信號(hào)A整體地或部分地構(gòu)成非相干數(shù)據(jù)并輸出抑制信號(hào)，用于抑制信號(hào)處理鏈上某些點(diǎn)上的非相干數(shù)據(jù)。如果求和信號(hào)A和B之間的相似程度沒(méi)有達(dá)到預(yù)定的閾值，那么相干檢測(cè)器52不輸出抑制信號(hào)。相干檢測(cè)器52完成的測(cè)試算法可以變化，例如根據(jù)從主機(jī)接收的程序，通過(guò)設(shè)置新的預(yù)定閾值或用不同的測(cè)試算法代替。
控制信號(hào)由相干檢測(cè)器52輸出到抑制電路56。后者具有輸入，該輸入通過(guò)時(shí)間延遲電路54接收求和信號(hào)A。時(shí)間延遲電路把來(lái)自接收成束器的求和信號(hào)A延遲一段比相干檢測(cè)器52需要的處理時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間間隔，從而給予處理器足夠的時(shí)間，在該時(shí)間內(nèi)確定是否抑制部分求和信號(hào)A，例如是否抑制一個(gè)或多個(gè)全矢量或一個(gè)矢量中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。最好時(shí)間延遲電路54提供時(shí)間延遲使得求和信號(hào)A的連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)與抑制信號(hào)同步，即要抑制的非相干數(shù)據(jù)與抑制信號(hào)同步到達(dá)抑制電路，所述抑制信號(hào)由相干檢測(cè)器52響應(yīng)檢測(cè)到所述非相干數(shù)據(jù)而產(chǎn)生。部分求和信號(hào)A可能被全部或部分抑制以便產(chǎn)生相干求和信號(hào)A，該相干求和信號(hào)A被輸出到包絡(luò)檢測(cè)器58。包絡(luò)檢測(cè)器形成相干求和信號(hào)A的包絡(luò)，該包絡(luò)經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)壓縮(程序塊60)。然后相干求和信號(hào)A的對(duì)數(shù)壓縮包絡(luò)輸出到掃描變換器，以便變換為象素強(qiáng)度數(shù)據(jù)。
對(duì)于純時(shí)間延遲成束器的情況，每個(gè)接收通道中的信號(hào)都是實(shí)型有符號(hào)量。經(jīng)過(guò)時(shí)間延遲以便形成相干束的信號(hào)Si的和A是這些實(shí)型有符號(hào)量的算術(shù)和。同樣，信號(hào)Si(例如沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)間延遲)的和B是這些實(shí)型有符號(hào)量的算術(shù)和。因此，相干檢測(cè)器52比較兩個(gè)實(shí)型信號(hào)A和B。
對(duì)于基帶成束器的情況，通道信號(hào)是復(fù)數(shù)I+iQ，具有實(shí)部I和虛部Q。求和信號(hào)A是這些復(fù)數(shù)的和，也是復(fù)數(shù)，意味著求和信號(hào)A具有兩個(gè)信號(hào)分量，求和同相信號(hào)IA和求和正交信號(hào)QA。同樣，求和信號(hào)B是復(fù)數(shù)，意味著求和信號(hào)B具有兩個(gè)信號(hào)分量，求和同相信號(hào)IB和求和正交信號(hào)QB。因此，相干檢測(cè)器比較兩個(gè)復(fù)數(shù)，它從基帶接收成束器接收四個(gè)輸入IA、QA、IB和QB。在信號(hào)IA和QA通過(guò)抑制電路56之后，包絡(luò)檢測(cè)器58通過(guò)計(jì)算(IA2+QA2)1／2形成復(fù)數(shù)信號(hào)對(duì)的包絡(luò)。
圖5示出檢測(cè)處理器52(示于圖2中)的另一最佳實(shí)施例，與改型接收成束器一起使用，在改型接收成束器中Si與︱Si︱從每個(gè)通道并行輸出。在該實(shí)施例中，檢測(cè)處理器計(jì)算并利用相干因子C。對(duì)于接收信號(hào)中的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，即對(duì)于圖象中的每個(gè)象素，計(jì)算相干因子。相干因子定義為如下兩個(gè)量的比值接收信號(hào)Si的和的幅值與接收信號(hào)的幅值︱Si︱的和C=|Σi=1NSi|/Σi=1N|Si|·······(1)]]>參考圖5，方程1給出的比值在檢測(cè)處理器中計(jì)算，通過(guò)計(jì)算相干求和A的絕對(duì)值(程序塊62)，然后計(jì)算相干求和A的絕對(duì)值與非相干求和B的比值(程序塊64)即C=︱A︱／B實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于純時(shí)間延遲成束器的情況，時(shí)間延遲信號(hào)Si的絕對(duì)值的和B是實(shí)型無(wú)符號(hào)信號(hào)即非負(fù)數(shù)的和。如前所述，和A是實(shí)型有符號(hào)信號(hào)的算術(shù)和。
對(duì)于基帶成束器的情況，求和信號(hào)A是復(fù)數(shù)的和，也是復(fù)數(shù)。該復(fù)數(shù)的絕對(duì)值是實(shí)型非負(fù)數(shù)，即(I2+Q2)1／2?；鶐С墒鞯姆窍喔珊褪敲總€(gè)(復(fù)數(shù))通道信號(hào)的絕對(duì)值的和，即是實(shí)型非負(fù)數(shù)。
因此，相干因子C是實(shí)型非負(fù)量。C的最小值是零，因?yàn)樗莾蓚€(gè)非負(fù)數(shù)的比值。只有當(dāng)所有Si為零時(shí)方程(1)中的分母可能消失，在這種情況下，分子也消失，在這種情況下采用定義C=0。C的最大值是1。這是由貝塞爾不等式得出的︱A+B︱≤︱A︱+︱B︱(2)其中A和B是任意兩個(gè)矢量。只有當(dāng)Si是與I無(wú)關(guān)的常數(shù)時(shí)，即當(dāng)在換能器陣列中接收信號(hào)是完全相干也就是相同時(shí)，C等于1。
對(duì)相干因子進(jìn)行空間濾波可能更好，因?yàn)榕c通常振幅圖象類(lèi)似，相干因子受斑紋噪聲影響。在那些情況下(透明涂層和改進(jìn)灰度級(jí))，其中相干數(shù)據(jù)不單獨(dú)顯示，可以對(duì)相干消息進(jìn)行空間濾波來(lái)減小這種斑紋噪聲，而不顯著降低最終圖象的表觀清晰度。例如，可以利用簡(jiǎn)單的5×5濾波器對(duì)相干因子濾波，所述濾波器用25個(gè)值的平均值代替5×5濾波器核心處的中心值。利用空間濾波提高了例如腰部以及脂肪和肌肉層內(nèi)亮暗區(qū)域之間的對(duì)比度。
根據(jù)另一個(gè)任選特征，可以在顯示相干因子或應(yīng)用到振幅圖象之前變換相干因子，以便為特定成象應(yīng)用優(yōu)化相干數(shù)據(jù)。例如在相干因子C低于預(yù)定閾值時(shí)，圖6中所示的備用變換M1和M2將使得數(shù)據(jù)變?yōu)榱?。這在主要診斷問(wèn)題是辨別圖象中的血管的情況下可能有用。
相干因子C提供關(guān)于組織的獨(dú)立信息。它可以顯示為分離的圖象或顯示為重疊在B-模式圖象上的透明彩色圖。或者，相干信息可以與振幅信息組合在一起并顯示為單個(gè)灰度級(jí)圖象。在最簡(jiǎn)單情況下，這種組合包括把接收成束的振幅乘以相干因子，一個(gè)樣本接著一個(gè)樣本進(jìn)行，然后以傳統(tǒng)方式顯示修正的振幅(對(duì)數(shù)壓縮和掃描變換)。
圖5描述了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以選擇操作以便只顯示相干信息、只顯示振幅信息或者顯示相干信息與振幅信息的組合。根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，相干求和的振幅即︱A︱放在R-θ緩沖存儲(chǔ)器66中，它容納對(duì)于每個(gè)范圍R和每個(gè)掃描線(xiàn)方向θ的樣本。如上所述計(jì)算的相干因子C放在單獨(dú)的R-θ緩沖存儲(chǔ)器68中。任選地，相干信息可以濾波和縮放。濾波和縮放操作在緩沖區(qū)68中通過(guò)利用二維濾波器70和相干變換72完成。濾波和縮放之后的相干因子數(shù)據(jù)在圖5中表示為輸出C。
存儲(chǔ)器66的輸出︱A︱耦合到三位置開(kāi)關(guān)74的輸入。當(dāng)開(kāi)關(guān)74設(shè)置在位置1時(shí)，到開(kāi)關(guān)74的輸入輸出到乘法器78的第一輸入。當(dāng)開(kāi)關(guān)74設(shè)置在位置2時(shí)，不使用到開(kāi)關(guān)74的輸入。當(dāng)開(kāi)關(guān)74設(shè)置在位置3時(shí)，到開(kāi)關(guān)74的輸入輸出到存儲(chǔ)器60，它存儲(chǔ)對(duì)數(shù)壓縮查找表。
類(lèi)似地，存儲(chǔ)器68的輸出C耦合到三位置開(kāi)關(guān)76的輸入。當(dāng)開(kāi)關(guān)76設(shè)置在位置1時(shí)，到開(kāi)關(guān)76的輸入輸出到乘法器78的第二輸入。當(dāng)開(kāi)關(guān)76設(shè)置在位置2時(shí)，到開(kāi)關(guān)76的輸入輸出到掃描變換器20。當(dāng)開(kāi)關(guān)76設(shè)置在位置3時(shí)，不使用到開(kāi)關(guān)76的輸入。
根據(jù)第一種工作模式，只顯示相干數(shù)據(jù)。這通過(guò)把開(kāi)關(guān)74和76二者設(shè)置在位置2實(shí)現(xiàn)。在這種狀態(tài)下，輸出C直接發(fā)送到掃描變換器20。然后經(jīng)掃描變換的相干數(shù)據(jù)由顯示系統(tǒng)(圖1的20)以線(xiàn)性比例顯示。
根據(jù)第二種工作模式，只顯示振幅數(shù)據(jù)。這通過(guò)把開(kāi)關(guān)74和76二者設(shè)置在位置3實(shí)現(xiàn)。在這種狀態(tài)下，輸出︱A︱直接發(fā)送到對(duì)數(shù)壓縮存儲(chǔ)器72。在存儲(chǔ)器72中振幅數(shù)據(jù)被對(duì)數(shù)壓縮，然后被掃描變換器20以傳統(tǒng)方式掃描變換。然后經(jīng)對(duì)數(shù)壓縮和掃描變換的振幅數(shù)據(jù)由顯示系統(tǒng)顯示。
根據(jù)第三種工作模式，顯示相干和振幅數(shù)據(jù)的積。這通過(guò)把開(kāi)關(guān)74和76二者設(shè)置在位置1實(shí)現(xiàn)。在這種狀態(tài)下，輸出︱A︱和C發(fā)送到乘法器78的相應(yīng)輸入。乘法器78把振幅數(shù)據(jù)乘以相應(yīng)的相干因子，一個(gè)樣本接著一個(gè)樣本進(jìn)行。然后以傳統(tǒng)方式對(duì)數(shù)壓縮、掃描變換和顯示修正的振幅數(shù)據(jù)。
公開(kāi)上述最佳實(shí)施例是為了說(shuō)明的目的。不脫離本發(fā)明的主要概念的各種變形和改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)，例如，雖然公開(kāi)了最佳實(shí)施例，其中抑制電路位于包絡(luò)檢測(cè)器的前面，但是可以在信號(hào)處理鏈中接收成束器的輸出與顯示器之間的任何級(jí)抑制非相干數(shù)據(jù)點(diǎn)。具體地說(shuō)，抑制可以在包絡(luò)檢測(cè)器中、掃描變換器中或位于掃描變換器與顯示器之間的視頻處理器中完成。此外，抑制操作包括或者響應(yīng)來(lái)自相干檢測(cè)器的抑制信號(hào)降低要成象的聲學(xué)數(shù)據(jù)的振幅，或響應(yīng)抑制信號(hào)將要成象的聲學(xué)數(shù)據(jù)變?yōu)榱?。所有這樣的變形和改進(jìn)都將包括在后面提出的權(quán)利要求書(shū)中。
如同在權(quán)利要求書(shū)中所使用的一樣，詞語(yǔ)“作為…的函數(shù)”不應(yīng)解釋為是指“僅是后面的量的函數(shù)”。例如，根據(jù)前面的限定，詞語(yǔ)“確定y是x的函數(shù)”應(yīng)該理解為如下所有情況，即y只確定為x的函數(shù)，或y確定為x與一個(gè)或多個(gè)其他變量例如z的函數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種成象系統(tǒng)，包括換能器陣列，包括多個(gè)換能器元件；發(fā)射成束器，用于以發(fā)射模式激勵(lì)所述換能器陣列以便發(fā)射一束聚焦在發(fā)射焦區(qū)的波能；接收成束器，以接收模式耦合到所述換能器陣列上，用于通過(guò)求和具有時(shí)間延遲的回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第一矢量，所述時(shí)間延遲是用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的成束回聲的；非相干加法器，以所述接收模式耦合到所述換能器陣列上，用于通過(guò)非相干求和所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第二矢量；信號(hào)處理鏈，用于把獲得數(shù)據(jù)的所述第一矢量變換為成象數(shù)據(jù)矢量，所述信號(hào)處理鏈包括抑制電路，用于響應(yīng)控制信號(hào)抑制所述第一矢量的獲得數(shù)據(jù)；相干處理器，如果獲得數(shù)據(jù)的所述第一和第二矢量之間具有至少預(yù)定的相似度，所述相干處理器向所述抑制電路被編程輸出所述控制信號(hào)；以及顯示裝置，用于顯示具有代表所述成象數(shù)據(jù)矢量的圖象線(xiàn)的圖象。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述信號(hào)處理鏈包括包絡(luò)檢測(cè)器，而且所述抑制電路位于所述包絡(luò)檢測(cè)器的上游。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述相干處理器被編程為通過(guò)相互比較所述第一和第二矢量的相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)確定是否具有至少所述預(yù)定的相似度，所述比較步驟沿著所述矢量的長(zhǎng)度方向進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述抑制電路響應(yīng)所述控制信號(hào)降低所述第一矢量中的獲得數(shù)據(jù)的幅值。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述抑制電路響應(yīng)所述控制信號(hào)把所述第一矢量中的獲得數(shù)據(jù)設(shè)置為零。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述波能是超聲波，所述獲得數(shù)據(jù)是聲學(xué)數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述接收成束器和所述非相干加法器包括多個(gè)共同的接收通道。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述非相干加法器包括用于求和具有所述時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)幅值的裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述非相干加法器包括用于求和不具有時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)的裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述非相干加法器包括用于求和具有時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)的裝置，所述時(shí)間延遲用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的非成束回聲。
11.一種相干成象方法，包括如下步驟(a)發(fā)射一束聚焦在一種媒質(zhì)中的發(fā)射焦區(qū)的波能；(b)在所述發(fā)射步驟之后檢測(cè)來(lái)自所述媒質(zhì)的回聲信號(hào)；(c)形成獲得數(shù)據(jù)的第一矢量，通過(guò)求和具有時(shí)間延遲的回聲信號(hào)得出，所述時(shí)間延遲用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的成束回聲；(d)通過(guò)非相干求和所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第二矢量；(e)確定獲得數(shù)據(jù)的所述第一和第二矢量之間是否具有至少預(yù)定的相似度；(f)如果具有至少所述預(yù)定的相似度，抑制所述第一矢量的獲得數(shù)據(jù)；(g)如果不具有至少所述預(yù)定的相似度，把獲得數(shù)據(jù)的所述第一矢量獲得數(shù)據(jù)變換為成象數(shù)據(jù)矢量；以及(h)顯示圖象，該圖象具有代表所述成象數(shù)據(jù)矢量的圖象線(xiàn)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述確定是否具有至少所述預(yù)定相似度的步驟包括相互比較所述第一和第二矢量的相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的步驟，所述比較步驟沿著所述矢量的長(zhǎng)度進(jìn)行。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述抑制步驟包括如果所述相似度大于所述預(yù)定的閾值，降低所述第一矢量中的獲得數(shù)據(jù)的幅值的步驟。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述抑制步驟包括如果所述相似度大于所述預(yù)定的閾值，把所述第一矢量中的獲得數(shù)據(jù)設(shè)置為零的步驟。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述波能是超聲波，所述獲得數(shù)據(jù)是聲學(xué)數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中獲得數(shù)據(jù)的所述第二矢量通過(guò)求和具有所述時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)幅值形成。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中獲得數(shù)據(jù)的所述第二矢量通過(guò)求和不具有時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)形成。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中獲得數(shù)據(jù)的所述第二矢量通過(guò)求和具有時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)形成，所述時(shí)間延遲用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的非成束回聲。
19.一種成象系統(tǒng)，包括(a)用于發(fā)射一束聚焦在一種媒質(zhì)中的發(fā)射焦區(qū)的波能的裝置；(b)用于在所述發(fā)射步驟后檢測(cè)來(lái)自所述媒質(zhì)的回聲信號(hào)的裝置；(c)用于形成獲得數(shù)據(jù)的第一矢量的裝置，通過(guò)求和具有時(shí)間延遲的回聲信號(hào)得出，所述時(shí)間延遲用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的成束回聲；(d)通過(guò)非相干求和所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第二矢量的裝置；(e)用于確定獲得數(shù)據(jù)的所述第一和第二矢量之間是否具有至少預(yù)定的相似度的裝置；(f)如果具有至少所述預(yù)定的相似度，用于抑制所述第一矢量的獲得數(shù)據(jù)的裝置；(g)如果不具有至少所述預(yù)定的相似度，用于把獲得數(shù)據(jù)的所述第一矢量獲得數(shù)據(jù)變換為成象數(shù)據(jù)矢量的裝置；以及(h)用于顯示圖象的裝置，該圖象具有代表所述成象數(shù)據(jù)矢量的圖象線(xiàn)。
20.一種成象系統(tǒng)，包括換能器陣列，包括多個(gè)換能器元件；用于顯示圖象的顯示裝置，該圖象具有代表成象數(shù)據(jù)矢量的圖象線(xiàn)；以及計(jì)算機(jī)，被編程以完成下列步驟(a)驅(qū)動(dòng)所述換能器元件以便發(fā)射一束聚焦在發(fā)射焦區(qū)的波能；(b)形成獲得數(shù)據(jù)的第一矢量，通過(guò)求和由所述換能器元件檢測(cè)的具有時(shí)間延遲的回聲信號(hào)得出，所述時(shí)間延遲用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的成束回聲；(c)通過(guò)非相干求和所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第二矢量；(d)確定獲得數(shù)據(jù)的所述第一和第二矢量之間是否具有至少預(yù)定的相似度；(e)如果具有至少所述預(yù)定的相似度，抑制所述第一矢量的獲得數(shù)據(jù)；(f)如果不具有至少所述預(yù)定的相似度，把獲得數(shù)據(jù)的所述第一矢量獲得數(shù)據(jù)變換為成象數(shù)據(jù)矢量；以及(g)控制所述顯示裝置顯示圖象，該圖象具有代表所述成象數(shù)據(jù)矢量的圖象線(xiàn)。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述波能是超聲波，所述獲得數(shù)據(jù)是聲學(xué)數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)通過(guò)求和具有所述時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)幅值形成獲得數(shù)據(jù)的所述第二矢量。
23.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)通過(guò)求和不具有時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的所述第二矢量。
24.如權(quán)利要求20述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)通過(guò)求和具有時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的所述第二矢量，所述時(shí)間延遲用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的非成束回聲。
25.一種成象系統(tǒng)，包括換能器陣列，包括多個(gè)換能器元件；發(fā)射成束器，用于以發(fā)射模式激勵(lì)所述換能器陣列以便發(fā)射一束聚焦在發(fā)射焦區(qū)的波能；接收成束器，以接收模式耦合到所述換能器陣列上，用于通過(guò)求和具有時(shí)間延遲的回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第一矢量，所述時(shí)間延遲是用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的成束回聲的；非相干加法器，以所述接收模式耦合到所述換能器陣列上，用于通過(guò)非相干求和所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第二矢量；相干處理器，通過(guò)對(duì)于獲得數(shù)據(jù)的所述第一和第二矢量的每對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算相干因子，形成相干因子數(shù)據(jù)矢量；以及顯示裝置，用于顯示具有代表所述相干因子數(shù)據(jù)矢量的圖象線(xiàn)的圖象。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述波能是超聲波，所述獲得數(shù)據(jù)是聲學(xué)數(shù)據(jù)。
27.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述非相干加法器包括用于求和具有所述時(shí)間延遲的所述回聲信號(hào)幅值的裝置，以便對(duì)于所述第二矢量的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)形成非相干和，所述相干處理器包括用于確定獲得數(shù)據(jù)的所述第一矢量的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的絕對(duì)值的裝置和用于對(duì)獲得數(shù)據(jù)的所述第一和第二矢量的每對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算所述絕對(duì)值與所述非相干和的比值的裝置。
28.一種成象系統(tǒng)，包括換能器陣列，包括多個(gè)換能器元件；發(fā)射成束器，用于以發(fā)射模式激勵(lì)所述換能器陣列以便發(fā)射一束聚焦在發(fā)射焦區(qū)的波能；接收成束器，以接收模式耦合到所述換能器陣列上，用于通過(guò)求和具有時(shí)間延遲的回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第一矢量，所述時(shí)間延遲是用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的成束回聲的；非相干加法器，以所述接收模式耦合到所述換能器陣列上，用于通過(guò)非相干求和所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第二矢量；處理器，用于通過(guò)確定獲得數(shù)據(jù)的所述第一矢量的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的振幅形成振幅數(shù)據(jù)矢量，通過(guò)對(duì)于所述振幅數(shù)據(jù)矢量和獲得數(shù)據(jù)的所述第二矢量的每對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算相干因子形成相干因子數(shù)據(jù)矢量，以及通過(guò)對(duì)于所述振幅數(shù)據(jù)矢量和所述相干因子數(shù)據(jù)矢量的每對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算乘積形成復(fù)合數(shù)據(jù)矢量；以及顯示裝置，用于顯示具有代表所述復(fù)合因子數(shù)據(jù)矢量的圖象線(xiàn)的圖象。
29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中所述波能是超聲波，所述獲得數(shù)據(jù)是聲學(xué)數(shù)據(jù)。
30.一種相干成象方法，包括如下步驟(a)發(fā)射一束聚焦在一種媒質(zhì)中的發(fā)射焦區(qū)的波能；(b)在所述發(fā)射步驟之后檢測(cè)來(lái)自所述媒質(zhì)的回聲信號(hào)；(c)形成獲得數(shù)據(jù)的第一矢量，通過(guò)求和具有時(shí)間延遲的回聲信號(hào)得出，所述時(shí)間延遲用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的成束回聲；(d)通過(guò)非相干求和所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第二矢量；(e)通過(guò)對(duì)于獲得數(shù)據(jù)的所述第一和第二矢量的每對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算相干因子，形成相干因子數(shù)據(jù)矢量；以及(f)顯示具有代表所述相干因子數(shù)據(jù)矢量的圖象線(xiàn)的圖象。
31.一種相干成象方法，包括如下步驟(a)發(fā)射一束聚焦在一種媒質(zhì)中的發(fā)射焦區(qū)的波能；(b)在所述發(fā)射步驟之后檢測(cè)來(lái)自所述媒質(zhì)的回聲信號(hào)；(c)形成獲得數(shù)據(jù)的第一矢量，通過(guò)求和具有時(shí)間延遲的回聲信號(hào)得出，所述時(shí)間延遲用于來(lái)自所述發(fā)射焦區(qū)的成束回聲；(d)通過(guò)非相干求和所述回聲信號(hào)形成獲得數(shù)據(jù)的第二矢量；(e)通過(guò)確定獲得數(shù)據(jù)的所述第一矢量的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的振幅，形成振幅數(shù)據(jù)矢量，(f)通過(guò)對(duì)于所述振幅數(shù)據(jù)矢量和獲得數(shù)據(jù)的所述第二矢量的每對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算相干因子，形成相干因子數(shù)據(jù)矢量，(g)通過(guò)對(duì)于所述振幅數(shù)據(jù)矢量和所述相干因子數(shù)據(jù)矢量的每對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算乘積，形成復(fù)合數(shù)據(jù)矢量；以及(h)顯示具有代表所述復(fù)合因子數(shù)據(jù)矢量的圖象線(xiàn)的圖象。
全文摘要
在相干成象系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)匾种品窍喔蓴?shù)據(jù)的方法和裝置。使用傳統(tǒng)發(fā)射成束時(shí)間延遲發(fā)射聚焦超聲波束。沿著兩個(gè)分離的接收信號(hào)處理通道處理返回的回聲信號(hào)。沿著一個(gè)處理通道的時(shí)間延遲設(shè)置為傳統(tǒng)相干接收成束,而沿著另一個(gè)處理通道的時(shí)間延遲設(shè)置成把非相干求和利用到同一系列返回信號(hào)(例如,時(shí)間延遲等于零)。然后在接收束或矢量的每一點(diǎn)上,比較相干和非相干求和信號(hào)。如果相干和非相干求和信號(hào)的振幅類(lèi)似,那么第一處理通道的成束信號(hào)被認(rèn)為是不相干的,并在最終圖象中抑制它的顯示。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1292095SQ99803505
公開(kāi)日2001年4月18日 申請(qǐng)日期1999年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月31日
發(fā)明者A·L·哈爾, K·E·托梅尼烏斯, L·J·托馬斯三世, K·W·里格拜 申請(qǐng)人:通用電氣公司