[發明專利]自適應并行偽影抑制

無效

• 申請號: 200680010379.8
• 申請日: 2006-03-23
• 公開（公告）號: CN101151550A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: B·S·羅賓遜
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龔海軍;劉紅

本發明涉及在超聲探頭和被成像物體之間的相對運動期間超聲成像中的多線偽影抑制。

超聲成像系統已知用于例如產生人體內部的實時圖像。控制換能器陣列以產生發射(TX)波束，該發射束從該陣列出發沿預定方向傳播。反射的壓力脈沖由接收換能器接收，該接收換能器可以是該發射換能器的子集或者超集。反射的壓力脈沖可集中為一個接收(RX)波束。大致上，往返(RT)波束是TX和RX波束的乘積。用于形成發射、接收和往返波束的換能器補償延遲和信號加法電路的集合被稱作波束形成器，并在例如美國專利4,140,022中進行了描述，該美國專利在此引用作為參考。波束形成器輸出表示所接收壓力脈沖的振幅的射頻(RF)信號。掃描轉換器在例如美國專利4,468,747和4,471,449中公開，這兩個專利的全部內容在此引用作為參考，該掃描轉換器用于將由波束形成器輸出的RF信號轉換為X-Y坐標信息，以便用于在監視器屏幕上顯示圖像。

傳送給掃描轉換器的數據線的數目由接收波束的波束寬度來確定。線太少導致空間混淆現象，其在2D掃描的單一橫向尺寸中或者在3D掃描的方位角和仰角尺寸中顯示為閃爍偽影。當換能器陣列相對物體移動時產生閃爍偽影。檢測和壓縮是非線性的操作，其增加了橫向空間頻帶寬度。因此，即使進入到檢測器中的波束不是空間混淆的，它們在檢測器的輸出處仍可能顯示空間混淆現象。

美國專利5,318,033和5,390,674公開了一種通過橫向增采樣來解決這些空間混淆問題的方法，該橫向增采樣使用插值濾波器來對由該波束形成器輸出的RF信號進行濾波。在這個方法中，TX、RX和RT波束并置在一起，并且在RT波束上執行增采樣。圖1所示的是用于超聲掃描的一個橫向尺寸的(橫向)TX和RX坐標空間。圖1中“+”號表示波束位置。在這個情況下，RT波束與TX和RX波束并置在一起。如上所述，圖2中示出了橫向RF插值。通過對在TX和RX波束位置1和2處獲得的RT數據進行插值合成RT波束3和4。

根據接收多線成像技術，為每個TX波束獲得多于一條的RX波束。因此，檢測器可用到更多條的RT波束，對于每個TX/RX波束對有一個RT波束。RX波束從TX波束移開，從而RX波束橫跨TX波束。圖3所示的是通常的2X多線成像，其對于每個發射波束來說具有兩個接收波束(RX波束的精確位置沒有在圖3中示出)。在多線成像中，與發射波束有關的多個RT波束中的每一個被稱為不同類型的線，即類型A、類型B等。通常，所有的類型A波束具有共同的特征，諸如振幅響應、相位響應和波束圖案的不對稱性。

在多線成像中，每個RT波束的位置從TX和RX波束部分移開。RT波束是非對稱的，并且RT波束的振幅比如果進行配置的TX和RX波束的小。與RT波束有關的位移、不對稱和振幅損失引起條紋(jail?bar)偽影(交互分組或者與軸向掃描方向對準的條紋)。條紋偽影與閃爍偽影不同之處在于甚至在沒有運動的時候也出現條紋偽影。TX焦點是固定的而RX焦點是變化的。因此，與RT波束有關的位移、不對稱性和振幅，以及由此的條紋偽影都是由深度決定的。通過如美國專利4,644,795和6,585,648所述的將TX波束變寬或者變平，或者通過對隨后的檢測器或者壓縮器進行橫向濾波，可減少條紋偽影。但是，這些方法會減小橫向分辨率。

多線偽影抑制(MAM)，也被稱為并行偽影抑制(PAM)，是一種在保留空間分辨率的同時去除或者至少減小條紋偽影的技術，并且在美國專利5,318,033中進行了描述。現有各種方案，在所有MAM方案中的共同元件是用于在檢測之前接收多線數據的濾波器(用于對被配置的TX、RX和RT數據進行減小閃爍操作的RF插值的標準形式，或者換句話說在非多線的情況下)。經過濾波的兩個或者多個RT波束從起于共同TX波束的不同RX波束位置產生，或者從起于不同TX波束的相同位置的RX波束產生，即，分別從共同的TX和共同的RX。MAM改善所有合成的RT波束之間的彼此相似性。

但是，MAM假定組織相對于超聲探頭是靜止的。由于MAM中使用的RF數據的相位與假定產生的可變有害干擾的量不同，所以過度運動重新引入條紋偽影。過度運動定義為，在用于合成數據的連續發射事件之間時期的期間內，引起大約1/5超聲信號波長的位移的運動。對于2D掃描來說，這個時期典型地大約為200μs。在3MHz和0.5mm波長，過度運動達到軸向速度大約為25cm/s。對于3D掃描來說，具有典型的快速掃描和慢速掃描空間。在快速掃描空間的發射事件之間的時期大概與2D掃描相同。但是，在慢速掃描空間的發射事件之間的時期可能大于25倍，將過度運動軸向速度閾值減小到大約1cm/s。