[發明專利]用于超聲接收波束形成器的延時控制器

有效

• 申請號: 200780011601.0
• 申請日: 2007-03-22
• 公開（公告）號: CN101410061A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: R·亞歷山德魯
• 申請（專利權）人: 阿洛卡株式會社
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王 勇

技術領域

【0001】本發明涉及超聲成像，并且，更具體地，涉及用于超聲成像的所接收到的超聲波束的聚焦。?

背景技術

【0002】在超聲成像中，使用換能器來將超聲波束發射到待檢查的介質中，例如，人體的一個區域；接收由介質中各種間斷面反射的超聲回波；并且，將反射的超聲回波轉換為電信號。然后，電信號經歷許多處理步驟并最終被轉換為可以顯示于諸如陰極射線管的設備上或可以被打印的圖像，以便由醫師進行檢查。?

【0003】超聲換能器通常由小型矩形壓電元件的陣列組成。用于發射或接收超聲波束的這些元件的子集分別被稱作發射或接收孔徑。典型地，發射和接收孔徑的幾何中心重合，并且所述超聲波束表示為源于孔徑中心處的線性波束軸。?

【0004】由多通道接收波束形成器執行接收操作。所述多通道接收波束形成器對各種接收孔徑元件所接收的信號施加延時和權數，并將它們求和以得到沿所期望的波束軸方向的聚焦信號。延時的目的是補償由介質的關注點到孔徑的不同元件的傳播路徑的差異而導致的到達時間的差異。為了獲得沿波束軸方向在多個深度聚焦的超聲波束，所述接收延時根據深度而進行變化，使得所有被求和以獲得來自波束軸上的點的回波的信號從該相同的點到達。這稱作動態接收聚焦，并且圖像質量嚴重依賴于動態接收延時的精度或等價于回波到達時間。本領域公知期望得到1/32F_c的延時精度，其中F_c為換能器頻率特征的中心頻率。?

【0005】所接收的信號可以采用諸如模擬的和數字的各種方法進行延時，但是在所有情況下，延時或到達時間，控制器不得不產生所期望的延時控制信號。實際的波束形成器使用從少量預先計算的初始參數開始實時計算動態延時的電路。一個這種電路基于一種計算機圖形算法，該算法在由Van?Aken發表在IEEE?Computer?Graphics?and?Applications?Magazine(計算機圖形和應用雜志)第4卷第9期24-35頁(1984年9月)上的題?為“An?efficient?ellipse-drawing?algorithm(一種有效的橢圓生成算法)”的文章中進行了介紹，并適于超聲成像，如在Ki?Jeon等人發表于Ultrasonic?Imaging(超聲成像)1994年第16期第231-248頁的題為“Anefficient?real-time?focusing?delay?calculation?in?ultrasonic?imagingsystems(在超聲成像系統中的一種有效的實時聚焦延時計算)”的文章中進行了描述。這種延時產生方法的變形和改進在以下文獻中進行了描述：授予Park等人的題為“Real?time?digital?reception?focusig?method?andapparatus?adopting?the?same(實時數字接收聚焦的方法和采用該方法的裝置)”的美國專利No.5669384；授予Bae的題為“Focusing?delaycalculation?method?for?real-tim?edigital?focusing?and?apparatusadopting?the?same(用于實時數字聚焦的聚焦延時計算方法及采用該方法的裝置)”的美國專利No.5836881；H.Feldkamper等人在Proc.IEEEUltrason.Symp.2000年第2期第1763-1766頁發表的題為“Low?powerdelay?calculation?for?digital?beamforming?in?handheld?ultrasoundsystems(在手持超聲系統中用于數字波束形成的低功率延時計算)”；B.Tomov和J.J?ensen在Proc.SPIE，2003年第5035卷第491-500頁發表的題為“Delay?generation?methods?with?reduced?memory?requirements(具有減少的存儲器需求的延時產生方法)”；以及授予J.Petrofsky的題為“Method?and?apparatus?for?distributed?focus?control?with?slopetracking(使用斜率追蹤進行分布式聚焦控制的方法和裝置)”的美國專利No.5724972。總的來說，這些方法通過向所期望的量(到達時間/延時)增加或從中減去一個非零值或零值以從一個深度向下一個深度來迭代計算所期望的量，所述非零值或零值依賴于也是通過迭代計算得到的判定量的符號。?