用于超声成像的自适应后波束成形合成装置制造方法及图纸

提供了用于超声成像的自适应后波束成形合成装置。针对共线接收波束的超声数据的相干组合适配于超声数据。波束到波束相干性度量，诸如相关系数和/或相位改变或这些参数的函数，用于在组合之前适配针对接收波束的超声数据的加权或适配组合的结果。

Adaptive post beamforming synthesis device for ultrasonic imaging

An adaptive post beamforming synthesis device for ultrasonic imaging is provided. Coherent combination of ultrasonic data for collinear receiving beams is suitable for ultrasonic data. The beam to beam coherence measure, such as correlation coefficient and / or phase change or the function of these parameters, is used to match the results of weighted or matching combination of ultrasonic data for the receiving beam prior to the combination.

【技术实现步骤摘要】
用于超声成像的自适应后波束成形合成装置
本实施例涉及所接收的超声信号的相干组合。特别地，提供了用于超声的自适应线合成。
技术介绍
商用超声图像常规地通过脉冲回波事件的聚焦阵列处理来形成。为了聚焦，假设阵列元件信号的相长干涉仅在直接从当前期望的聚焦点散射或反射的回波的情况下发生，而来自任何其它路径的回波将相消干涉。在实践中，超声图像的质量可能由于许多因素而降级，所述许多因素包括旁瓣和光栅瓣、声学畸变、声速从假设的偏差、多个反射路径、探头或主体运动、不适当的阵列采样或甚至简单地场中的非常强的离轴散射物的存在。为了解决声学杂波和畸变，已经提出了许多自适应波束成形方法，诸如相干因素（CF）、一般化相干因素（GCF）、相位相干成像（PCI）、Weiner滤波、最小方差（MV）波束成形，以及短滞后空间相干成像（SLSC）。这些方法一般要求波束成形之前的原始声学数据（即通道数据）。基于通道数据的处理可能在计算上是昂贵的并且对存储的要求高。分离地，回顾性传输聚焦合成用于在波束成形之后组合相同图像点的多个解调（interrogation）以改进离开物理传输聚焦位置的传输聚焦的质量。这样的信号的加和在实践中非常不同于常规的阵列波束成形。然而，合成和波束成形由非常类似的物理原理掌管。
技术实现思路
作为介绍，以下描述的优选实施例包括用于自适应线合成的方法、指令和系统。用于共线接收波束的超声数据的相干组合适配于超声数据。波束到波束相干性度量，诸如相关系数和/或相位改变或这些参数的函数，用于在组合之前适配针对接收波束的超声数据的加权或适配组合的结果。在第一方面中，提供了一种用于超声系统中的自适应超声处理的方法。响应于第一传输事件而形成空间上不同的第一接收波束。响应于空间上不同的第二传输事件而形成空间上不同的第二接收波束，其中第一波束中的至少一个与第二波束中的一个大体共线。计算大体共线接收波束之间的相关系数或相位差。设定作为相关系数或相位差的函数的权重。相干地组合响应于空间上不同的第一和第二传输事件的大体共线接收波束，其中组合或组合的输出是权重的函数。从相干组合的输出生成图像。在第二方面中，提供了一种用于自适应后波束成形合成孔的系统。传输波束成形器配置成沿第一和第二扫描线传输第一和第二传输波束。第一扫描线不同于第二扫描线。接收波束成形器配置成响应于第一传输波束而接收第一接收波束并且响应于第二传输波束而接收第二接收波束。第一接收波束与第二接收波束共线。处理器配置成确定第一与第二接收波束之间的相干性度量和/或相干性度量的函数。相干加法器配置成相干地组合第一和第二接收波束。组合或组合的输出是相干性度量的函数。显示器配置成从所述输出生成图像。在第三方面中，一种计算机可读存储介质具有存储在其中的数据，所述数据表示可由经编程的处理器自适应后波束成形合成孔执行的指令。存储介质包括用于以下的指令：计算针对患者中声学形成的共线波束的超声数据的波束到波束相关系数或波束到波束相位改变，并且生成作为相关系数或相位改变和共线波束的函数的超声图像。本专利技术由随附权利要求限定，并且本章节中没有内容应当被视为对那些权利要求的限制。以下结合优选实施例来讨论本专利技术另外的方面和优点，并且之后可以独立地或组合地要求保护本专利技术另外的方面和优点。附图说明组件和附图未必是按比例的，而是将重点放在说明本专利技术的原理上。而且，在附图中，贯穿不同视图，相同的参考标号标明对应的部分。图1是用于超声系统中的自适应超声处理的方法的一个实施例的流程图图示；图2是传输和接收波束相互关系的一个实施例的图解表示；图3是传输和接收波束相互关系的其它示例的另一图解表示；图4A-D是相干组合和对应的相干性度量的示例图像；图5A和5B示出在没有和具有对相干性度量的适配的情况下的两个示例相干组合；以及图6是用于自适应后波束成形合成孔的系统的一个实施例的框图。具体实施方式后波束成形合成孔超声成像适配于用于合成的数据的相干性度量。基于使用在回顾性传输聚焦合成中的后波束成形信号而应用自适应区分技术。针对阵列波束成形而开发的高级方法应用于回顾性或后波束成形传输聚焦。从声学杂波或不相干的噪声源或快速移动的目标生成的信号具有较低的时间相干性和/或较高的相位发散。通过计算针对共线接收波束之中的每一个点的相关系数和/或相移或这些变量的函数，计算加权函数并且在加和之前将加权函数应用于各个共线波束分量或在相干加和之后将加权函数应用于输出图像或这二者情况。可以基于后波束成形共线波束之中的相干性（例如相关幅度和/或相位发散）而自适应地调节输出图像幅度。对于每一个空间点，可以基于相干性度量或这些参数的函数而自适应地调节来自每一个分量波束的贡献。附加的阈值比较可以标识和抑制血流区。相比于阵列波束成形，适配在后波束成形数据上进行操作，数据已经具有已执行的第一聚焦操作。实现和计算复杂度相比于应用于预波束成形数据的技术而言低得多。该适配可以克服传输孔合成期间的杂波和运动问题。可以减少杂波，并且可以改进对比度。可以抑制血流的运动伪像。取代于迫使用户调节许多不同的控制以进行优化，该适配可以允许获取最优图像的更少的调节和更少的时间。图1示出用于超声系统中的自适应超声处理的方法的一个实施例。使用相干性度量（例如波束到波束相关系数或相位改变），来自共线接收波束的超声数据的相干组合进行适配。图1的方法由图6的系统或不同的系统执行。例如，波束成形器执行动作12。波束成形器、波束成形器控制器、控制处理器或相干图像形成器执行动作14-20。检测器、扫描转换器、控制处理器、相干图像形成器和/或显示器执行动作22和24。其它设备，诸如工作站、服务器或计算机，可以执行非扫描动作14-24。可以提供附加的、不同的或更少的动作。例如，从存储器采集如已经形成的来自共线接收波束的超声数据，因此不执行动作12。作为另一示例，动作16、动作18和/或动作24是可选的或不被执行。在其它示例中，在具有或没有其它动作的情况下执行动作14和20，或者在具有或没有其它动作的情况下执行动作14和18。以所示次序（即按数字顺序或从顶部到底部）执行动作。可以以其它次序执行动作。在动作12中，接收波束成形器从患者的扫描中的声学回波形成一个或多个接收波束。响应于由传输波束成形器生成的每一个传输波束而形成接收波束。空间上不同的传输波束（例如沿不同的扫描线或具有不同的传输参数值）用于形成共线接收波束（例如沿相同扫描线的接收波束）。例如，在三个或更多不同的共线接收波束的情况下，所述三个或更多的共线接收波束中的至少两个是响应于空间上不同的传输的。在波束成形之后并且在检测之前，相干组合合成共线接收波束。在响应于每一个传输波束而形成多个同时的接收波束的情况下，不同的接收波束可以与响应于一个或多个其它空间上不同的传输波束的接收波束共线。共线接收波束中的每一个或不同的集合是响应于空间上不同的传输的。参考图2，并行或大体同时地响应于每一个传输激发（firing）（分别地，TX1和TX2）而形成多个非共线接收波束（RX1A和RX1B，以及RX2A和RX2B）。并行形成的空间上不同的波束的集合称为非共线多波束或多波束。当多波束中的波束数目增加时（例如三个或更多），传输波束更宽以充分地声穿透接收波束的位置。较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超声系统中的自适应超声处理的方法，所述方法包括：响应于第一传输事件而形成空间上不同的第一接收波束；响应于空间上不同的第二传输事件而形成空间上不同的第二接收波束，其中所述第一波束中的至少一个与所述第二波束中的一个大体共线；计算大体共线接收波束之间的相关系数或相位差；设定作为所述相关系数或所述相位差的函数的权重；相干地组合响应于空间上不同的所述第一传输事件和所述第二传输事件的所述大体共线接收波束，其中所述组合或所述组合的输出是所述权重的函数；以及从相干组合的所述输出生成图像。

【技术特征摘要】
2016.11.29 US 15/3641321.一种用于超声系统中的自适应超声处理的方法，所述方法包括：响应于第一传输事件而形成空间上不同的第一接收波束；响应于空间上不同的第二传输事件而形成空间上不同的第二接收波束，其中所述第一波束中的至少一个与所述第二波束中的一个大体共线；计算大体共线接收波束之间的相关系数或相位差；设定作为所述相关系数或所述相位差的函数的权重；相干地组合响应于空间上不同的所述第一传输事件和所述第二传输事件的所述大体共线接收波束，其中所述组合或所述组合的输出是所述权重的函数；以及从相干组合的所述输出生成图像。2.权利要求1所述的方法，其中计算包括计算所述相关系数，并且其中设定所述权重包括将所述权重设定为所述相关系数的函数。3.权利要求2所述的方法，其中计算包括将所述相关系数计算为第一滞后相关系数。4.权利要求1所述的方法，其中计算包括计算所述相位差，并且其中设定所述权重包括将所述权重设定为所述相位差的函数。5.权利要求4所述的方法，其中计算包括将所述相位差计算为第一滞后相位改变。6.权利要求1所述的方法，其中计算包括计算所述相关系数或所述相位差的标准偏差，并且其中设定所述权重包括将所述权重设定为所述标准偏差的函数。7.权利要求1所述的方法，其中计算包括计算所述相关系数和所述相位差二者，并且其中设定所述权重包括将所述权重设定为所述相关系数和所述相位差二者的函数。8.权利要求1所述的方法，其中相干地组合包括根据所述权重来相对地加权所述大体共线接收波束，以及组合经相对加权的大体共线接收波束。9.权利要求1所述的方法，其中相干地组合包括组合和根据所述权重加权所述组合的输出。10.权利要求1所述的方法，其中相干地组合包括检测之前的线合成。11.权利要求1所述的方法，还包括：使用来自空间上与所述第一传输事件和所述第二传输事件不同的第三传输事件的数据形成空间上不同的第三接收波束，所述第三波束中的至少一个与所述第一波束中的所述一个和所述第二波束中的所述一个大体共线；其中计算包括将所述相关系数或所述相位差计算为所述第一接收波束、所述第二接收波束和所述第三接收波束中共线的那些之间的第一滞后相关系数。12.权利要求1所述的方法，还包括：生成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟亮，RC洛夫特曼，
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