用于超声成像的系统技术方案

技术编号:14135650 阅读:91 留言:0更新日期:2016-12-10 03:10
本发明专利技术公开基于超声波束形成器的通道数据压缩。基于超声波束形成器的通道数据压缩(14)允许基于软件的图像形成(20)。为了增加传送的数据的量,提供基于超声波束形成器的通道数据压缩(14)。波束形成器(56)用于代替传统的波束形成(18)或者除了传统的波束形成(18)之外进行压缩(14)。所述压缩在允许对初始通道数据的重构的同时减少数据带宽。

【技术实现步骤摘要】

本实施例涉及医学诊断超声成像。特别地,通道数据压缩被提供用于使用软件进行超声成像。
技术介绍
随着计算机处理能力增加,超声系统已经正在逐渐把硬件信号处理功能性转移到软件中。基于软件的信号处理有利于灵活开发、更好的可维护性、成本以及快速实验。面对基于软件的超声系统的主要问题是促使大量的单元件、原始的通道数据从超声前端到计算机存储器中用于处理。当系统通道量大(例如,128个元件或通道)时,传送数据速率可以非常高,并且挑战甚至最先进技术水平的计算机总线的最大数据速率。为了处理这样大的传送速率,可以使用附加的或定制的硬件,但是这使硬件减少的主要目的幻灭。可以减少最大的声帧速率和/或通道的数量,但是这导致降低的图像质量。
技术实现思路
作为介绍,以下描述的优选的实施例包含用于超声成像的方法、计算机可读媒介、指令和系统。为了增加传送的数据的量,提供基于超声波束形成器的通道数据压缩。波束形成器用于代替传统波束形成或者除传统波束形成之外进行压缩。所述压缩在允许对初始通道数据的重构的同时减少数据带宽。在第一方面中,提供用于超声成像的系统。发送波束形成器被配置为发送针对第一成像模式的第一波束和针对第二成像模式的第二波束。换能器包含用于响应于第一和第二波束接收声回波的元件。接收波束形成器被配置为:从所述元件接收电信号,响应于第一波束而使来自电信号的样本波束形成,以及响应于第二波束针对每个时间使用横跨所述元件施加的傅里叶变换来压缩电信号。处理器被配置为:从波束形成的样本生成针对第一成像模式的成像信息,并且从压缩的电信号生成针对第二成像模式的成像信息。在第二方面中,提供用于基于超声波束形成器的通道数据压缩的方法。从换能器阵列的元件接收通道数据。用延时求和(delay and sum)波束形成器以一组基函数横跨阵列对通道数据横向编码。基函数减少要通过计算机总线发送的数据的量,并且使得能够从解码操作的输出恢复通道数据。针对通道数据的新的帧重复基组编码,并且通过计算机总线发送编码的输出。在第三方面中,提供用于基于超声波束形成器的通道数据压缩的方法。多个通道的元件信号被采样。接收波束形成器把样本从采样域变换成在空间频域中的频率数据。频率数据被逆变换。处理器从逆变换的输出生成超声图像。以下结合优选的实施例来讨论本专利技术的进一步的方面和优点。由下面的权利要求限定本专利技术,并且在这个部分中没有东西应该被理解为对那些权利要求的限制。附图说明部件和图未必成比例,重点反而被放在图解本专利技术的原理上。此外,在图中,贯穿不同的视图,相似的参考数字指定对应的部分。图1是用于超声成像的系统的一个实施例的框图;图2是用于基于超声波束形成器的通道数据压缩的接收波束形成器的一个实施例的框图;图3是作为转向角和频率的函数的用于通过波束形成器进行傅里叶变换的压缩比例的示例曲线图;图4是用于用来自波束形成器的傅里叶编码的通道数据进行频域波束形成的示例过程;以及图5是用于基于超声波束形成器的通道数据压缩的方法的一个实施例的流程图。具体实施方式超声原始通道数据被压缩用于发送到处理器或系统进行超声成像。可以使用任何基函数组,诸如傅里叶基。在横向维度或横跨阵列获得压缩,从而允许使用传统延时求和波束形成器。当表示通道数据的频域数据的量或频域‘波束’的数量小于通道的数量时,与直接传送原始通道数据相比获得有效的压缩。可以提供3:1或更多的原始通道数据压缩。常用的硬件(即,延时求和波束形成器)执行对原始通道数据的横向编码以减少通过PCIExpress或其他总线发送到计算机的原始通道数据的总量。现存硬件的这种重复使用可以保持开发时间和成本是低的,和/或允许使用新的波束形成技术,诸如施加在软件中的频域波束形成。针对傅里叶波束形成,波束形成器创建的傅里叶数据可以在时间或深度上被傅里叶变换,从而提供对通道数据的二维变换。波束形成可以然后被提供在二维傅里叶域中。在一个实施例中,来自发送事件的多个通道的原始数据被采样,并且被发送到硬件延时求和波束形成器。波束形成器应用复变迹(apodization)权重和/或横向延时分布的组合,其允许波束形成器在原始通道数据的频率空间中形成‘波束’,从而有效地对数据傅里叶编码。其他变迹和/或延时分布可以用于实施其他基函数,其大体上实现通道信息的恢复。可以使用对通道数据的无损或有损恢复,或者数据可以被进一步变换用于从不同于通道数据的时空域的域波束形成。由于波束形成器用于压缩,相同的波束形成器可以用于传统的延时求和波束形成。波束形成器“实时(on the fly)”操作以在用于压缩的编码(即,通道基函数编码)与传统波束形成之间切换。例如,来自一个成像模式(例如,B模式)的数据被傅里叶编码并且压缩用于要提供的高质量、低数据速率的成像,而来自另一个成像模式的数据(例如,血流或彩色模式)被传统地波束形成用于通常的图像处理。替选地,在其他模式中,波束形成器被完全旁路,从而允许未压缩的原始通道数据被收集并且全部使用基于软件的波束形成来处理。图1示出用于超声成像的系统的一个实施例。所述系统执行以下针对图4或5描述的方法或者不同的方法。所述系统使用通过接收波束形成器56对通道数据的压缩和传统波束形成两者来操作。在其他实施例中,所述系统仅仅使用通过接收波束形成器56对通道数据的压缩来操作。替选地,所述系统用处理器62来执行任何波束形成并且使用接收波束形成器56进行压缩。超声系统包含发送波束形成器52、换能器54、接收波束形成器56、显示器60、处理器62和存储器64。可以使用其他系统。可以提供附加的、不同的或更少的部件。例如,提供探测器和/或扫描转换器。作为另一个示例,用户输入装置(例如,鼠标和/或键盘)被提供用于接受成像应用(例如,心脏成像)和/或其他配置的用户选择,诸如成像参数的选择。在又一个示例中,诸如在从任何源提供原始通道数据用于压缩并且在有或没有更多处理的情况下传送到处理器62的情形下,不提供发送波束形成器52、换能器54和/或显示器60。所述系统是医学诊断超声成像系统。成像包含二维、三维、B模式、多普勒、彩色血流(color flow)、频谱多普勒、M模式、应变、弹性、谐波、对比度或现在已知或今后开发的其他成像模态。超声系统是全尺寸车装系统、较小的便携系统、手持系统或其他现在已知或今后开发的超声成像系统。在另一个实施例中,处理器62和存储器64是单独的系统的部分。例如,处理器62和存储器64是独立于波束形成器52、56操作或与波束形成器52、56连接的个人计算机或工作站。发送波束形成器52是一个或多个波形生成器、放大器、延时器、相位旋转器、乘法器、加法器、数字-模拟转换器、滤波器、其组合、以及其他现在已知或今后开发的发送波束形成器部件。发送波束形成器52被配置成多个通道用于为发送孔径中的每个元件生成发送信号。针对每个元件的发送信号相对于彼此被延时和变迹用于使声能沿着一个或多个扫描线聚焦。延时被实施为生成的波形的时间延时、生成波形的延时、和/或在生成中或在被生成后的波形的相位偏移。在发送事件期间为换能器54的一个或多个元件70生成相同或不同振幅、频率、带宽、延时、频谱能量分布或其他特性的信号。发送波束形成器52被配置为生成任何数量的波束。可以同时本文档来自技高网...
用于超声成像的系统

【技术保护点】
一种用于超声成像的系统,所述系统包括:发送波束形成器(52),被配置为发送针对第一成像模式的第一声能和针对第二成像模式的第二声能;换能器(54),包括用于响应于第一和第二声能的发送而接收(12)声回波的元件(70);接收波束形成器(56),被配置为:从所述元件(70)接收电信号,响应于第一波束而使来自电信号的样本波束形成,以及响应于第二波束针对每个时间使用横跨所述元件(70)施加的傅里叶变换来压缩电信号;以及处理器(62),被配置为从波束形成的样本生成针对第一成像模式的成像信息并且从压缩的电信号生成针对第二成像模式的成像信息。

【技术特征摘要】
2015.05.29 US 14/7260151.一种用于超声成像的系统,所述系统包括:发送波束形成器(52),被配置为发送针对第一成像模式的第一声能和针对第二成像模式的第二声能;换能器(54),包括用于响应于第一和第二声能的发送而接收(12)声回波的元件(70);接收波束形成器(56),被配置为:从所述元件(70)接收电信号,响应于第一波束而使来自电信号的样本波束形成,以及响应于第二波束针对每个时间使用横跨所述元件(70)施加的傅里叶变换来压缩电信号;以及处理器(62),被配置为从波束形成的样本生成针对第一成像模式的成像信息并且从压缩的电信号生成针对第二成像模式的成像信息。2.根据权利要求1所述的系统,其中第一和第二声能的发送在对病人的正在进行的扫描中交织,并且其中针对第一和第二成像模式的成像信息被组合在图像中。3.根据权利要求1所述的系统,其中第一成像模式包括血流模式,并且第二成像模式包括B模式。4.根据权利要求1所述的系统,其中处理器(62)被配置为响应于第二波束从压缩的电信号重构来自所述元件(70)的电信号。5.根据权利要求4所述的系统,其中处理器(62)被配置为通过施加逆傅里叶变换到压缩的电信号来重构。6.根据权利要求1所述的系统,其中处理器(62)被配置为施加作为时间的函数的另一个傅里叶变换到压缩的电信号,在频域中插值,并且通过二维逆傅里叶变换来生成针对第二模式的成像信息。7.根据权利要求1所述的系统,其中所述接收波束形成器(56)包括在连接到所述元件(70)中的每个的通道中的放大器(72)和相位旋转器(74),并且其中接收波束形成器(56)被配置为用由相位旋转器(74)和放大器(72)实施的针对横跨所述元件(70)的为零的几何关系的相位分布以及复变迹函数来压缩。8.根据权利要求1所述的系统,其中所述接收波束形成器(56)包括在连接到所述元件(70)中的每个的通道中的放大器(72)和相位旋转器(74)或延时器,并且其中所述接收波束形成器(56)被配置为用由放大器(72)施加的单位变迹函数和由相位旋转器(74)或延时器施加的线性延时分布来压缩。...

【专利技术属性】
技术研发人员:DP邓肯
申请(专利权)人:美国西门子医疗解决公司
类型:发明
国别省市:美国;US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1