【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于测量弯曲物体的声学系统和方法。声学系统在测量诸如组织等物体和材料方面有各种应用。例如，可以使用由声学换能器执行的脉冲回波测量来生成乳房x线照相图和其他声学图像。可以从穿过材料子结构和/或由材料子结构反射的声波的经测量属性，诸如所发射脉冲和所接收回波之间的振幅、频率、相位和/或时间，提取关于物体或组织内部的材料和结构的信息。当在不同换能器之间执行脉冲回波和/或断层摄影测量时，超声成像的重构可取决于换能器的(相对)位置的先验知识。然而，在一致的、柔性的和/或可拉伸的超声阵列中，不同换能器的元件间位置可能是未知的，这阻碍了图像的重构。
技术介绍
us2020/0278327 a1描述了用于几何和像差校正的相控阵校准。用于校准具有多个换能器元件的超声换能器的几何形状的各种方法包括：提供声学反射器，该声学反射器横跨从所有(或至少一些)换能器元件发射到聚焦区的超声波的多个波束路径所经过的区域；使换能器元件向聚焦区发射超声波；测量超声波从声学反射器的反射；并且至少部分地基于所测得的反射，确定与换能器元件相关联的最佳几何参数。不幸的是，校准不能在成像期间(原位)执行。需要一种改进的声学系统和方法，例如允许容易地测量具有可变形状的弯曲物体。
技术介绍
技术实现思路
1、本公开的各方面涉及用于测量弯曲物体的声学系统和方法。柔性板包括分布在柔性板的板表面上的用于在声学上接触弯曲物体的换能器阵列。换能器被配置成生成和/或测量声波。这些波可以取决于换能器相对于彼此的可变位置来被生成和测量。可变位置的空间坐标(
2、如将理解的，先验未知(相对)空间坐标可以由声学系统本身使用本文描述的各种方法来确定。
3、源自公共原点到达阵列中不同换能器处的声波的一组到达时间被确定。优选地，公共原点由弯曲物体内部的一个或多个公共散射元件形成。作为替换或补充，阵列中的一个或多个换能器可以被用作公共原点。该组到达时间被收集(划分)成不同的子集。到达时间的每个子集被选择成对应于换能器的相应子阵列，该子阵列在沿着板表面的相应表面坐标处横跨柔性板的相应子区域。基于换能器的每个子阵列的到达时间的相应子集，确定源自公共原点的声波的相应部分到达相应子区域的相应波方向。可以至少部分基于相应波方向来确定作为相应子区域的表面坐标的函数的、板表面的经建模形状。换能器的空间坐标可以基于板表面的经建模形状来确定。作为波方向的替换或补充，还可以从到达时间导出其他方面，诸如相应换能器和公共散射元件之间的距离和/或到其他换能器的(直接和间接)距离。其他或进一步的特征也可以用于对板表面的形状进行建模。例如，换能器的预定表面坐标和距离可以帮助约束所拟合的形状。例如，形状可以被约束到预定的(功能性的)参数化，或者保留为互连子阵列的自由形式网格。
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1.一种用于测量弯曲物体(Obj)的声学系统(100)，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的声学系统，其特征在于，所述公共原点由在所述弯曲物体(Obj)内部选择的公共散射元件(S)形成，其中所述声波(W)的所述一组到达时间(T)是基于在由一个或多个源换能器生成声波(W)以及由所述相应子阵列(10a，10b，10b)中的接收换能器测量在由所述公共散射元件(S)沿着所述源换能器和接收换能器之间的相应路径散射之后所得的声波之间的相应时间间隔的。
3.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，确定所述经建模形状(20m)包括：
4.根据前述权利要求所述的声学系统，其特征在于，所述线段中的一者或多者被建模成具有与所述相应子区域(20a，20b，20c)和所述公共原点之间的距离(Das，Dbs，Dcs)相对应的固定长度，其中所述子区域(20a，20b，20c)被定向和/或平移以在所述公共原点(M)处与固定连接且固定长度的线段的相应末端交叠。
5.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述控制器(30)被配置成：>
6.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，每个子阵列(10a，10b，10c)中的至少一个换能器被配置成生成相应声波并测量从所述物体(Obj)内部的公共散射元件(S)被反射回的所得声波(Wa，Wb，Wc)，其中所述相应子区域(20a，20b，20c)与所述公共散射元件(S)之间的相应距离(Das，Dbs，Dcs)是基于所述相应声波的生成和测量之间的时间间隔来确定的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述经建模形状(20m)中的所述子区域(20a，20b，20c)是根据它们相应的波方向(θa，
8.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述柔性板(20)的经建模形状(20m)是通过使用波方向(θa，θb，θc)作为输入的受约束拟合来确定的，其中所述拟合还受到以下中的一者或多者的进一步约束：所述子阵列的相应表面坐标(Sx,Sy)、所述子阵列的相应大小(Ss)、一对子阵列或一对换能器之间的相应表面距离(Sab，Sac，Sbc)、相应子阵列和所述公共原点之间的相应距离(Sas、Sbs、Scs)、在一对换能器之间的穿过物体的欧几里德距离和/或描述所述经建模形状(20m)的参数函数。
9.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述控制器(30)被配置成使用作为所述相应子阵列中的所述换能器的一个或多个表面坐标
10.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述控制器(30)被配置成：
11.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述控制器(30)被配置成：
12.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述控制器(30)被配置成进一步至少部分地基于在所述弯曲物体(Obj)的不同侧处至少部分地彼此面对的不同子阵列的换能器之间直接发送的一组声波的行进时间来确定所述声学换能器(10)的所述空间坐标(X,Y,Z)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述控制器(30)被配置成使用所述声学换能器(10)的阵列生成所述弯曲物体(Obj)的图像，其中所述图像是基于由所述声学换能器(10)生成和/或测量的声波以及至少部分地基于所述波方向(θa、θb、θc)确定的它们的空间坐标(X、Y、Z)来生成的。
14.一种用于通过声学来测量弯曲物体(Obj)的方法，所述方法包括：
15.一种存储指令的非暂态计算机可读介质，当由声学系统(100)执行时，所述指令使得所述声学系统：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于测量弯曲物体(obj)的声学系统(100)，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的声学系统，其特征在于，所述公共原点由在所述弯曲物体(obj)内部选择的公共散射元件(s)形成，其中所述声波(w)的所述一组到达时间(t)是基于在由一个或多个源换能器生成声波(w)以及由所述相应子阵列(10a，10b，10b)中的接收换能器测量在由所述公共散射元件(s)沿着所述源换能器和接收换能器之间的相应路径散射之后所得的声波之间的相应时间间隔的。
3.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，确定所述经建模形状(20m)包括：
4.根据前述权利要求所述的声学系统，其特征在于，所述线段中的一者或多者被建模成具有与所述相应子区域(20a，20b，20c)和所述公共原点之间的距离(das，dbs，dcs)相对应的固定长度，其中所述子区域(20a，20b，20c)被定向和/或平移以在所述公共原点(m)处与固定连接且固定长度的线段的相应末端交叠。
5.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述控制器(30)被配置成：
6.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，每个子阵列(10a，10b，10c)中的至少一个换能器被配置成生成相应声波并测量从所述物体(obj)内部的公共散射元件(s)被反射回的所得声波(wa，wb，wc)，其中所述相应子区域(20a，20b，20c)与所述公共散射元件(s)之间的相应距离(das，dbs，dcs)是基于所述相应声波的生成和测量之间的时间间隔来确定的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，所述经建模形状(20m)中的所述子区域(20a，20b，20c)是根据它们相应的波方向(θa，
8.根据前述权利要求中任一项所述的声学系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：JL·P·J·范德斯蒂恩，L·C·J·M·彼得斯，P·L·M·J·范尼尔，A·W·F·沃尔克，
申请(专利权)人：荷兰应用自然科学研究组织TNO，
类型：发明
国别省市：
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