【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在合成孔径图像形成中的相干展频相关申请的交叉引用本专利文件要求于2013年9月13日提交的题为“COHERENTSPREADSPECTRUMCODEDWAVEFORMSINSYNTHETICAPERTUREIMAGEFORMATION”的美国临时申请No.61/877884的优先权和权益，其通过引用结合于此。
本专利文件涉及声波图像形成。
技术介绍
声波图像是采用声波穿过介质的特性以呈现视觉图像的成像模式。高频声波图像在多种生物医学领域中已经被用作为成像模态几十年，以查看动物和人类的内部结构和功能。在生物医学成像中使用的高频声波可以以不同的频率(例如，在1和20MHz、或甚至更高的频率之间)操作，并且通常称为超声波。一些因素、包括不充分的空间分辨率和组织分化可能导致使用超声波成像的常规技术而带来的低于期望的图像质量，这会限制它在许多临床指标或应用中的使用。
技术实现思路
公开了使用相干、展频、瞬间宽带、频率和/或相位编码的声波波形的用于合成孔径超声波成像的技术、系统和装置。所公开的技术、系统和装置可被用于形成生物组织的一维(1D)、二维(2D)和/或三维(3D)的超声...
【技术保护点】
1.一种在声波成像装置中产生声波波形的方法，所述方法包括：在一个或多个波形合成器中合成朝目标发送的一个或多个复合波形，其中复合波形由多个单独的正交编码波形形成，所述多个单独的正交编码波形彼此相互正交且对应于不同的频带，使得每个单独的正交编码波形包括具有对应的相位的唯一的频率；从相对于所述目标的一个或多个发送位置发送包括多个声波波形的一个或多个复合声波波形，其中，所述发送包括，选择阵列的一个或多个换能元件以将相应的一个或多个复合波形的多个单独的正交编码波形转换为相应的一个或多个复合声波波形的多个对应的声波波形；以及在相对于所述目标的一个或多个接收位置处接收返回的声波波形，所述...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.13 US 61/877,8841.一种在声波成像装置中产生声波波形的方法，所述方法包括：在一个或多个波形合成器中合成朝目标发送的一个或多个复合波形，其中复合波形由多个单独的正交编码波形形成，所述多个单独的正交编码波形彼此相互正交且对应于不同的频带，使得每个单独的正交编码波形包括具有对应的相位的唯一的频率；从相对于所述目标的一个或多个发送位置发送包括多个声波波形的一个或多个复合声波波形，其中，所述发送包括，选择阵列的一个或多个换能元件以将相应的一个或多个复合波形的多个单独的正交编码波形转换为相应的一个或多个复合声波波形的多个对应的声波波形；以及在相对于所述目标的一个或多个接收位置处接收返回的声波波形，所述返回的声波波形从对应于发送的声波波形的所述目标的至少部分返回，其中，所述接收包括选择所述阵列的至少一些换能元件以接收所述返回的声波波形，其中，所述发送位置和所述接收位置每一个包括相对于所述目标的换能器元件的阵列的空间位置和所述阵列的波束相位中心位置的一个或两者，其中，所述发送的声波波形和所述返回的声波波形产生声波成像装置的放大的有效孔径。2.如权利要求1所述的方法，其中，在将所述声波波形发送到所述目标的步骤中，控制所述阵列的换能器元件以使所述复合波形相对于所述目标在定向中改变，使得所述目标在成像周期中在不同的波形定向处接收所述声波波形。3.如权利要求2所述的方法，其中控制所述换能器元件包括，沿着相对于所述目标的多个空间位置来变换阵列以使所述复合波形的定向相对于所述目标改变。4.如权利要求2所述的方法，其中控制所述换能器元件包括，改变在所述阵列的一个或多个换能器元件上的所述发送的声波波形的波束相位中心位置以使所述复合波形的定向相对于所述目标改变。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个单独的正交编码波形的每个波形包括多个幅度和多个相位，所述多个幅度和多个相位分别是单独加权的幅度和单独加权的相位。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述合成所述复合波形的所述单独的正交编码波形包括，选择频带，并确定每个单独的正交编码波形的一个或多个幅度、时间带宽积参数和相位参数。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述相位参数从伪随机数的集合或从确定性数的集合来确定。8.如权利要求1所述的方法，其中，所述发送所述多个声波波形的步骤包括，从所述多个发送位置中的至少一个发送位置处顺序地或同时发送所述声波波形。9.如权利要求1所述的方法，其中，所述单独的正交编码波形包括相干波形。10.如权利要求1所述的方法，还包括：基于所述复合波形形成射频(RF)波形，其中，所述发送的声波波形通过在所述阵列的一个或多个换能器元件处转换基于射频的复合波形来产生。11.如权利要求10所述的方法，还包括：放大所述基于射频的复合波形。12.如权利要求1所述的方法，还包括：放大所述接收的返回的声波波形。13.如权利要求1所述的方法，还包括：将所述接收的返回的声波波形从模拟形式转换为对应于所述一个或多个复合波形的一个或多个接收的复合波形的数字形式，每个接收的复合波形包括所述目标的信息，其中所述信息包含与所述接收的复合波形的对应的频带相关联的幅度和相位。14.如权利要求13所述的方法，其中，对于所述接收的复合波形的所述对应的频带的至少一个频带，所述幅度或所述相位的至少一个分别是单独加权的幅度或单独加权的相位。15.如权利要求1所述的方法，还包括：处理所述接收的返回的声波波形，以产生所述目标的至少一部分的图像。16.如权利要求15所述的方法，还包括：将所述接收的返回的声波波形从模拟形式转换为对应于所述一个或多个复合波形的一个或多个接收的复合波形的数字形式，每个接收的复合波形包括所述目标的信息；以及在数据块的存储器映射中存储所述一个或多个复合波形和所述对应的一个或多个接收的复合波形，其中，每个数据块存储用于每个采样点的所述复合波形的接收的返回的声波波形、用于所述采样点的对应的单独的正交编码波形、以及用于所述采样点的所述一个或多个换能器元件的对应的位置数据。17.如权利要求16所述的方法，其中所述处理步骤包括：进行对所存储的接收的复合波形的轴向范围压缩；以及通过使用一个或多个频域或时域处理技术处理包括有效孔径的轴向范围压缩的数据的每个存储块来形成合成孔径图像。18.一种合成孔径声波波形成像系统，所述系统包括：波形产生单元，其包括耦接到波形产生器的一个或多个波形合成器，其中所述波形产生单元合成朝目标发送的复合波形，所述复合波形包括对应于不同频带的多个单独的正交编码波形，所述复合波形根据由所述波形产生器提供的波形信息由所述一个或多个波形合成器来产生，其中，所述多个单独的正交编码波形彼此相互正交且对应于不同的频带，使得每个单独的正交编码波形包括具有对应的相位的唯一的频率；发送/接收切换单元，所述发送/接收切换单元在发送模式和接收模式之间切换；与所述发送/接收切换单元通信的换能器元件的阵列，以发送复合声波波形，所述复合声波波形包括来自相对于所述目标的一个或多个发送位置的多个声波波形，所述复合声波波形的发送的声波波形基于所述复合波形的合成的单独的正交编码波形，并且所述换能器元件的阵列在相对于所述目标的一个或多个接收位置处接收从所述目标的至少部分返回的对应于多个发送的声波波形的返回的声波波形，其中，所述发送的声波波形和返回的声波波形产生所述合成孔径声波波形成像系统的放大的有效孔径，以及，其中，所述发送位置和所述接收位置每一个包括空间位置和波束相位中心位置的一个或两者；与换能器元件的阵列通信的多路复用单元，以选择阵列的一个或多个换能元件以将所述多个单独的正交编码波形转换成多个对应的声波波形，并且选择所述阵列的一个或多个换能元件以接收所述返回的声波波形；模数转换器的阵列，以将由所述换能器元件的阵列接收的所述接收的返回的声波波形从模拟形式转换成数字形式，其中，所述接收的返回的声波波形提供所述目标的信息；与所述波形产生单元和所述模数转换器的阵列通信的控制器单元，所述控制器单元包括存储数据的存储器单元、和耦接到所述存储器单元以处理作为数据的信息的处理单元；以及与所述控制器单元通信的用户接口单元。19.如权利要求18所述的系统，其中，所存储的数据包括所述接收的返回的声波波形的数字形式、所述对应的合成的复合波形、以及在所述一个或多个发送和接收位置中的所述换能器元件的阵列的对应的位置数据。20.如权利要求18所述的系统，其中，所述波形产生单元还包括一个或多个放大器，所述一个或多个放大器配置在所述发送/接收切换单元和所述一个或多个波形合成器之间，用于修改所述复合波形。21.如权利要求18所述的系统，还包括：一个或多个预放大器的阵列，所述一个或多个预放大器的阵列配置在所述发送/接收切换单元和所述模数转换器的阵列之间，用于修改所述接收的返回的声波波形。22.如权利要求18所述的系统，其中所述处理单元包括数字信号处理器。23.如权利要求18所述的系统，其中，所述控制器单元还包括主时钟，所述主时钟在所述声波波形成像系统的元件的至少一个中同步时间。24.如权利要求18所述的系统，其中，所述控制器单元被配置为处理所述信息以产生所述目标的至少一部分的图像。25.如权利要求24所述的系统，其中，所述用户接口单元包括显示所述图像的显示器和用户输入终端，以接收包括用于操作所述系统的操作模式的用户输入数据。26.如权利要求25所述的系统，其中，所述操作模式包括用于成像生物组织的人工组织染色模式中的至少一个，其使能基于从所述返回的声波波形获得的一个或多个测量特性的至少一个特征的图像彩色编码。27.如权利要求25所述的系统，其中，所述操作模式包括用于成像生物组织的计算机辅助诊断模式中的至少一个，其使用一个或多个算法分类器以使用从所述返回的声波波形获得的一个或多个测量特性的至少一个特征来分类生物组织类型。28.如权利要求27所述的系统，其中，所述显示器被配置为显示基于所分类的生物组织类型的所述生物组织的彩色编码图像。29.如权利要求18所述的系统，其中，在将所述声波波...
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