[發(fā)明專利]使用超聲波的圖像形成方法和像差校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980121431.0
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN102057297A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 染田恭宏;長永兼一;及川克哉;齊藤惠志;高井康好;瀧宏文;佐藤亨
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社;國立大學(xué)法人京都大學(xué)
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52;G01S15/89
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 楊小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用超聲波形成標(biāo)本(specimen)的截面圖像或三維圖像的圖像形成方法。本發(fā)明還涉及一種校正在標(biāo)本中產(chǎn)生的聲光像差(acousto-optical?aberrations)的超聲波像差校正方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的典型的使用超聲波形成截面圖像的設(shè)備(或圖像形成設(shè)備)具有：發(fā)送器部分，其將超聲波發(fā)送到標(biāo)本(比如，將被檢查的物體，例如活體)；接收器部分，其接收反射的超聲波；掃描裝置，其用于改變發(fā)送和接收的超聲波的方向以用于掃描；和用于將接收的反射信號轉(zhuǎn)換為亮度信號以將它們可視化的裝置。使用通過具有上述構(gòu)造(configuration)的圖像形成設(shè)備獲得的時間系列截面圖像來觀察標(biāo)本的內(nèi)部。在一種類型的這樣的設(shè)備中，通過前述掃描裝置使超聲波方向以掃描方式垂直和水平移動，以形成三維圖像。

如專利文獻(xiàn)1所述，當(dāng)超聲波信號(有時將被簡單稱為超聲波)被發(fā)送或發(fā)射到例如活體的檢查對象中時，超聲波信號在該對象中傳播，并被存在于該對象內(nèi)部中的反射體(reflecting?element)反射。然后，反射信號再次在檢查對象中傳播，并被超聲波探測器接收。在這個處理中，由于用作傳播介質(zhì)的檢查對象的組織一般是不均勻的，所以當(dāng)超聲波到達(dá)超聲波探測器時，在這些超聲波之間存在相位差。從而，發(fā)生從接收的超聲波形成的圖像失真的現(xiàn)象(稱為相位抵消效應(yīng))。相位抵消效應(yīng)使得超聲波探測器的從其發(fā)送超聲波信號/在其上接收超聲波信號的面(有時也稱為開口或開口面)上的反射波的延遲的分布偏離理論值。由于這個原因，分辨率的顯著改進(jìn)不能通過簡單地增大開口(開口面)來實(shí)現(xiàn)，并且圖像質(zhì)量的改進(jìn)難以實(shí)現(xiàn)。

解決這個問題的一種方法是相位共軛發(fā)送和接收。在相位共軛發(fā)送和接收中，典型地執(zhí)行相位整形相加處理(有時也稱為波束形成)，以使得基于在其上接收入射波的開口面上的相位分布而將方向性自動地調(diào)整為入射波到來的方向。作為解決上述問題的措施，相位共軛發(fā)送和接收的該特性被用于即使在由于傳播過程中的聲速分布而導(dǎo)致入射波接收面上的相位分布失真的情況下也相對于目標(biāo)波源(有時也稱為回波源)正確地實(shí)現(xiàn)像差校正。具體地講，從通過波接收陣列(有時也稱為接收探測器)接收的波信號之中選擇兩個接收的波信號，并確定這些信號之間的通道間相位差。其后，獲得通道間相位差中所包含的非理想分量，以確定相位差校正值。然后，使用如此確定的相位校正值來校正接收的波信號的相位。在以上處理中所選擇的兩個接收的波信號為來自構(gòu)成波接收陣列的超聲波元件之中的每對相鄰元件的兩個信號，或者作為備選的方案，為來自所有元件的信號的平均值和來自各個元件的信號。如專利文獻(xiàn)2中所述，在計(jì)算相位校正值時，使用互相關(guān)計(jì)算。這里，前述“元件”表示由用于發(fā)送和接收超聲波的一個或多個超聲波變換器(transducer)構(gòu)成的基本單體單元。

專利文獻(xiàn)3中所公開的另一種像差校正方法包括：從陣列探測器發(fā)送第一波前(wave?front)的步驟，以及，基于所獲得的波前確定像差校正值的步驟。該方法還包括從陣列探測器發(fā)送反映像差校正值的第二波前的步驟和從所獲得的第二波前形成圖像的步驟。為了提高相位的精度，第一波前可作為窄波束被發(fā)送，并且為了提高掃描速度，第二波前可作為寬波束被發(fā)送。

非專利文獻(xiàn)1公開了一種通過重復(fù)執(zhí)行專利文獻(xiàn)1中所公開的方法來提高校正精度的嘗試。根據(jù)專利文獻(xiàn)4和5中所公開的方法，在使用基本頻率和諧波頻率中的一個執(zhí)行成像的同時，使用基本頻率和諧波頻率中的另一個執(zhí)行像差校正。

引用列表

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本專利申請公開No.5-237104

【專利文獻(xiàn)2】日本專利申請公開No.7-79972

【專利文獻(xiàn)3】日本專利申請公開No.2006-142026

【專利文獻(xiàn)4】美國專利No.6023977

【專利文獻(xiàn)5】美國專利No.6223599

【非專利文獻(xiàn)】

【非專利文獻(xiàn)1】“Estimation?of?ultrasound?wave?aberrationwith?signals?from?random?scatterers”，J.Acoust.Soc.Am.115(6)，2004

發(fā)明內(nèi)容

【技術(shù)問題】