超声方法和装置制造方法及图纸

所描述的各方面和实施例提供了一种超声方法、超声装置以及可操作以执行该方法的计算机产品。该超声方法包括：配置两个或多个分离的超声发射器以将信号发射至重合区域；配置接收阵列，以在发射信号与位于重合区域内的介质进行相互作用之后接收表示来自两个或多个发射器中每一个的发射信号的波前；分析每个接收到的波前以确定两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置；以及在发射信号与位于重合区域内的介质进行相互作用之后，使用两个或多个分离的超声发射器中每一个的确定的相对空间位置来对来自两个或多个发射器中每一个且在接收阵列处接收的波前进行相干信号组合。因此，在一些实施例中，该方法通过提供一种在系统中准确地定位换能器的鲁棒方法来提供多换能器超声成像系统，以便对最终图像进行波束形成。所描述的方法和装置可以在分辨率、深度穿透、对比度和信噪比(SNR)方面改善成像质量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声方法和装置
描述的各方面和实施例提供一种超声方法和一种超声装置，以及可操作来执行该方法的计算机程序产品。
技术介绍
超声是一种广泛应用的分析工具。与其他可能的分析工具相比，超声的优点包括安全和低成本。然而，例如，由于通常使用的超声换能器固有的有限分辨率和视点相关产物，常规的超声系统可以产生可能难以评估的信息。使用通常的超声换能器进行超声成像可能特别具有挑战性，例如，如果寻求在大深度成像。
技术实现思路
第一方面提供了一种超声方法，该方法包括：配置两个或多个分离的超声发射器以将信号发射至重合区域；配置接收阵列，以在发射信号与位于重合区域内的介质进行相互作用之后接收表示来自两个或多个发射器中每一个的发射信号的波前；分析每个接收到的波前以确定两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置；以及在发射信号与位于重合区域内的介质进行相互作用之后，使用两个或多个分离的超声发射器中每一个的确定的相对空间位置来对来自两个或多个发射器中每一个且在接收阵列处接收的波前进行相干信号组合。已知多种改善使用超声技术采集的数据的机制。例如，这样的机制包括复合数据采集方法和系统结构，扩大视野的方法和系统结构，以及和操作以增加超声数据采集系统的有效孔径的结构。该第一方面认识到，包括发射阵列和接收阵列的典型超声换能器通常设计用于特定应用。例如，在临床或医学环境中，将换能器的尺寸确定为允许操作员握住并移动换能器，并且换能器的形状和尺寸使得当它绕着物体的表面移动时其可以保持与人体或动物体表面的接触。超声的其他应用对于超声发射器和/或接收器的物理尺寸可能具有类似的限制。由于物理限制，可以通过超声技术采集的数据可能会受到限制。众所周知，例如在光学和射频系统中，增加有效孔径可以改善从采集的数据中创建的图像。扩展孔径的超声系统的创建可能受到复杂性、费用的限制，并且具有大的物理尺寸以允许大孔径的超声换能器对不同应用的适应性有限。该第一方面认识到，使用简单的超声组件可以实现一种方法，该方法允许解决超声应用中的一个或多个挑战。根据第一方面的方法认识到，超声系统中的挑战之一可以是该系统中的发射元件和接收元件的准确和精确的位置。第一方面提供了一种基于超声系统采集的信息来定位系统中关键元件的方法。尤其地，第一方面提供了一种在元件正在使用超声方法采集有关被研究介质的信息的同时通过使用由系统的元件发射和接收的超声波来确定物理位置的方法，而不是需要知道或维持形成超声系统的一个或多个元件的特定物理位置。根据第一方面的方法可以提供一种机制，该机制既可以确定超声系统的关键操作元件的位置，又可以在确定了那些位置之后改善对超声系统采集的数据的解释。该第一方面提供了一种超声方法。该超声方法可以包括医学或临床超声方法。超声方法可以包括医学超声成像方法。该方法可以包括以下步骤：配置两个或多个分离的超声发射器以将信号发射至重合区域中。那些发射器可以包括点发射器或发射元件或发射阵列。发射阵列可以包括多个发射元件。在任一种情况下，由两个或多个超声发射器发射的信号都穿过至少部分重叠或重合的区域。该区域可以包括成像区域，要研究的介质可以放置在该成像区域中。该第一方面的方法可以包括以下步骤：配置接收阵列，以在发射信号与位于重合区域内的介质进行相互作用之后接收表示来自两个或多个发射器中每一个的发射信号的波前。接收阵列可以包括多个接收器元件，该多个接收器元件被配置为在发射的信号由被研究介质散射之后接收该发射的信号。该方法可以包括分析由接收阵列接收的每个接收到的波前的步骤。在接收阵列处对接收到的波前的形式进行分析可以允许确定两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置。分析由接收阵列接收到的每个波前可以包括基于由第一超声发射器发射的信号来分析在接收阵列处接收到的一个或多个波前，以及分析来自第二超声发射器且在接收阵列处接收到的一个或多个波前。接收的来自第一超声发射器和第二超声发射器的波前可以进行比较。然后，该方法可以包括：在发射信号与位于重合区域内的介质进行相互作用之后，使用两个或多个分离的超声发射器中每一个的确定的相对空间位置来对来自两个或多个发射器中每一个且在接收阵列处接收的波前进行相干信号组合。因此，通过在时间窗口上分析接收到的波前以确定分离的超声发射器的相对空间位置，可以进行相干信号组合，并因此可能获得在重合区域内的介质的改善图像。第一实施例的该方法可以用少至两个有效分离的超声发射器来执行。该发射器可以是不同的远程和/或物理上分离的。该接收阵列可以与发射器共置，或者可以远离发射器。该第一方面认识到，使用超声信号本身来计算发射器的相对位置意味着不需要精确地知道(例如使用平移台设备或类似设备)或者限制超声发射器在空间中的物理位置。重要的要求是，在接收阵列处接收的来自发射器的信号在感兴趣区域中至少部分重叠。换句话说，如果发射器指向相同(重叠)体积的目标介质，则可以利用第一方面的方法并使用在接收阵列处接收到的超声信号来确定发射器的位置。在一个实施例中，该分析包括：选择一个或多个参数，该一个或多个参数定义两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置。因此，可以选择共同起作用以定义发射器在空间中的位置的任何参数集。在一个实施例中，选择一组参数以及每个参数的一组可能范围。提供发射器相关位置的相关范围内的初始“种子”猜测可以用作开始位置，以用于后面实施根据第一方面的优化方法。在一个实施例中，该分析包括：使用接收到的波前来对定义两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置的一个或多个参数进行初始猜测。也就是说，可以对发射器的相对位置进行粗略的猜测，该猜测取决于接收到的波前。例如，可以识别来自每个发射器的从介质内的散射体接收到的波前。由于被同一散射体散射的两个接收到的波前在接收时间上的差异将归因于从发射器到共同散射体传播时间的差异，因此可以估算距离。在一个实施例中，该分析包括：从设置在每个超声发射器处的一个或多个方向传感器接收一个或多个参数的指示，该一个或多个参数定义两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置。因此，可以通过提供的一个或多个物理定位传感器来提供初始猜测，该初始猜测可以通过根据第一方面的方法来精确。例如，那些传感器可以位于发射器主体上。在一个实施例中，该参数包括：允许确定两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置的一个或多个参数的组合。因此，可以选择角度和距离以及其他类似参数的组合。在一个实施例中，该参数包括以下中的一个或多个：位于重合区域内的介质内的一个或多个散射体的位置；超声波发射器之间的相对角度；超声发射器到接收阵列的相对距离；位于重合区域内的介质内的声速。在一个实施例中，该参数包括：位于重合区域内的介质内的一个或多个散射体的位置；超声波发射器之间的相对角度；超声发射器到接收阵列的相对距离；位于重合区域或等同区域内的介质内的声速。在一个实施例中，该分析包括：通过精确对两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置进行定义的参数，增加接收到的波前之间的对应性。在一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声方法，包括：/n配置两个或多个分离的超声发射器以将信号发射至重合区域；/n配置接收阵列，以在发射信号与位于所述重合区域内的介质进行相互作用之后接收表示来自所述两个或多个发射器中每一个的所述发射信号的波前；/n分析每个所述接收到的波前以确定所述两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置；以及/n在所述发射信号与位于所述重合区域内的所述介质进行相互作用之后，使用所述两个或多个分离的超声发射器中每一个的所述确定的相对空间位置来对来自所述两个或多个发射器中每一个且在所述接收阵列处接收的所述波前进行相干信号组合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180629 GB 1810711.01.一种超声方法，包括：
配置两个或多个分离的超声发射器以将信号发射至重合区域；
配置接收阵列，以在发射信号与位于所述重合区域内的介质进行相互作用之后接收表示来自所述两个或多个发射器中每一个的所述发射信号的波前；
分析每个所述接收到的波前以确定所述两个或多个分离的超声发射器中每一个的相对空间位置；以及
在所述发射信号与位于所述重合区域内的所述介质进行相互作用之后，使用所述两个或多个分离的超声发射器中每一个的所述确定的相对空间位置来对来自所述两个或多个发射器中每一个且在所述接收阵列处接收的所述波前进行相干信号组合。


2.根据权利要求1所述的超声方法，其特征在于，所述分析包括：
选择一个或多个参数，所述一个或多个参数定义所述两个或多个分离的超声发射器中每一个的所述相对空间位置。


3.根据权利要求2所述的超声方法，其特征在于，所述分析包括：
使用所述接收到的波前来对定义所述两个或多个分离的超声发射器中每一个的所述相对空间位置的一个或多个参数进行初始猜测。


4.根据权利要求2所述的超声方法，其特征在于，所述分析包括：
从设置在每个超声发射器处的一个或多个方向传感器接收一个或多个参数的指示，所述一个或多个参数定义所述两个或多个分离的超声发射器中每一个的所述相对空间位置。


5.据权利要求2至4中任一项所述的超声方法，其特征在于，所述参数包括：使得能够确定所述两个或多个分离的超声发射器中每一个的所述相对空间位置的一个或多个参数的组合。


6.据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述参数包括以下中的一个或多个：位于所述重合区域内的所述介质内的一个或多个散射体的位置；所述超声波发射器之间的相对角度；所述超声发射器到所述接收阵列的相对距离；位于所述重合区域内的所述介质内的声速。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述分析包括：通过精确对所述两个或多个分离的超声发射器中每一个的所述相对空间位置进行定义的所述参数，增加所述接收到的波前之间的对应性。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对应性包括：所述接收到的波前之间的相关性。


9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括：使用所述精确的参数来选择在执行所述进行相干信号组合时将使用的所述相对空间位置。


10.一种计...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·埃克斯利，J·哈伊纳尔，A·戈麦斯，L·佩拉尔塔佩雷拉，
申请(专利权)人：伦敦国王学院，
类型：发明
国别省市：英国;GB