[發明專利]波束成形設備、超聲成像設備以及波束成形方法

有效

• 申請號: 201510688519.8
• 申請日: 2015-10-21
• 公開（公告）號: CN105520752B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 裵珷鎬
• 申請（專利權）人: 愛飛紐醫療機械貿易有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;韓雪梅

公開一種波束成形設備、超聲成像設備以及波束成形方法。根據示例性實施方式的波束成形設備可以包括：濾波器，用于從組成變換函數的列中選擇與低頻分量對應的預定的第一列；以及波束成形處理器，用于通過使用由所選擇的預定的第一列組成的變換函數來將輸入信號變換至另一空間，并且在變換后空間中通過信號處理來生成波束信號。

技術領域

以下描述涉及波束成形技術。

背景技術

超聲成像設備獲取與關于對象(例如人體內所有類型的組織或結構)的層析圖像、血流等有關的圖像。這樣的超聲成像設備相對較小并且低成本、能夠顯示實時圖像、并且因為不存在暴露于x射線的輻射危險，所以這樣的超聲成像設備被廣泛用于醫學領域，例如，涉及心臟、腹部和泌尿系統疾病的醫院以及婦產科。

超聲成像設備向對象內的目標區域照射超聲波，收集已經從目標區域反射的回波超聲波，并且基于與所收集的超聲波有關的信息來生成超聲圖像。為此，超聲成像設備執行波束成形，以對于出自從已經由超聲波探頭采集的回波信號的多個信道來評估特定空間中的反射波的尺寸。波束成形用來校正已經通過多個超聲波傳感器例如換能器輸入的超聲波信號的時間差；通過向每個輸入的超聲波信號添加預定權值，即，波束成形參數，來加強特定位置信號；或通過相對減少其他位置信號來集中超聲波信號。通過波束成形，超聲成像設備可以生成用于識別對象的內部結構的適當的超聲波圖像，該超聲波圖像接著向用戶顯示。

發明內容

提供一種波束成形設備、超聲成像設備以及波束成形方法，以降低波束成形所需的計算量，從而降低波束成形所需的波束設備的資源使用量，并且另外提高計算速度。

在一個方面，波束成形設備包括：濾波器，用于從變換函數的分量中去除高頻分量并選擇低頻分量；以及波束成形處理器，用于通過使用由所選擇的低頻分量組成的變換函數來將輸入信號變換至另一空間，并且在變換后空間中通過信號處理來生成波束信號。

這里，變換函數可以由正交多項式組成。該正交多項式可以是如下多項式中的一種：厄密多項式、拉蓋爾多項式、雅克比多項式、蓋根鮑爾多項式、切比雪夫多項式以及勒讓德多項式。

變換函數V可以是勒讓德多項式P，其中，P＝[P0,P1,…PL-1]T，Pk是P的第k列，并且c_nk通過葛蘭施密特正交化過程來確定。波束成形處理器可以通過使用基于正交多項式的最小方差來在變換后空間中執行波束成形。

波束成形處理器可以包括：變換器，用于通過使用變換函數來生成關于輸入信號的變換信號；權值計算器，用于計算變換信號權值，所述變換信號權值是關于變換信號的權值；以及合成器，用于通過使用變換信號和變換信號權值來生成波束信號。權值計算器可以根據空間協方差矩陣來計算權值，所述空間協方差矩陣是通過用于根據變換信號而生成空間協方差矩陣的空間平滑技術來生成。

在另一方面，超聲成像設備包括：換能器，用于向對象照射超聲波，接收從對象反射的超聲波的信號，變換所接收到的超聲波以及輸出多個超聲波信號；波束成形器，用于通過使用變換函數來將已經通過換能器輸入的超聲波的信號變換至另一空間；在變換后空間中通過信號處理來生成波束信號；以及從變換函數的分量中去除高頻分量并選擇和處理低頻分量；以及圖像生成器，用于通過使用已經通過波束成形器生成的波束信號來生成信號。

在又一方面，波束成形方法包括：從變換函數的分量中去除高頻分量并選擇低頻分量；以及通過使用由所選擇的低頻分量組成的變換函數來將輸入信號變換至另一空間，并且在變換后空間中通過信號處理來生成波束信號。

根據下面的詳細描述、附圖和權利要求，可知曉其他特征和方面。

附圖說明

圖1是根據示例性實施方式的波束成形設備的示例的圖。

圖2是根據示例性實施方式的波束成形處理器的示例的詳細圖。