[发明专利]用于处理由换能器元件接收的信号组的方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于处理由换能器元件接收的信号组的方法和系统，具体涉及一种用于处理包括对应的换能器元件组的换能器设备的信号组的方法，所述方法包括以下步骤：处理步骤，在该步骤中，将接收到的信号组处理成多个合成波；和输出步骤，在该步骤中，通过多个信道输出所述多个合成波。

技术领域

本公开涉及用于处理由包括相应换能器元件组的换能器设备接收的信号组的方法和系统。特别地，所述方法适用于提供由换能器设备扫描的介质的图像数据。例如，该方法可以用于医疗设备，例如超声系统。

背景技术

已知使用多个换能器元件或收发器(例如布置为阵列)用于通信、成像或扫描目的，例如在医学成像、雷达、声纳、地震学、无线通信、射电天文学、声学和生物医学的领域中。一个示例包括超声成像。

在常规超声成像方法中，可以使用具有超声换能器元件组的超声换能器设备(也称为超声探头)。在该方法中，一个或多个超声脉冲由换能器元件在相应的传输步骤中传输到介质中。然后，在接收步骤中，换能器元件组从介质接收回波信号组。特别地，每个换能器元件将接收到的回波信号转换成例如电信号。该信号可以进一步由换能器元件处理。例如，它们可以被数字化和/或可以执行信号调节步骤。

通常，所述信号然后被传输到集中式图像处理系统，其中，每个换能器元件使用其自己的信道。集中式成像方法可以进一步处理接收到的信号以生成被扫描的介质的图像，例如使用波束成形方法。

该技术的缺点在于，在换能器元件与集中式图像处理系统之间需要增大的(数据)带宽。例如，如果换能器设备包括256个换能器元件，并且每次声学发射(acoustic firing)必须采集1024个样本以对介质进行成像，那么每次声学发射生成大约262K的数据样本，这些数据样本要从换能器元件传输到中央图像处理系统。假设每幅图像有256次声学发射，每个获取的数据样本有2个字节，并且成像帧速率为80Hz，那么集中式图像处理系统与传感器元件之间的常规数据链路需要超过10GB/s的数据带宽。

出于这个原因，例如难以将数据链路实现为无线通信，因为大多数常规无线通信技术不能实现所需的数据带宽，尤其是不能以可靠的方式实现。因此，在无论如何都期望无线传输的情况下，通常在传输之前使用常规压缩技术压缩数据和/或降低(时间和/或图像)分辨率。然而，该技术导致以下不期望的结果：最终图像数据质量下降，这会使医学检查更加困难和更不可靠。

在例如US 6,551,246中公开了一种用于形成医学超声图像的方法。该方法涉及一种合成平面波成像方法。它在于在介质中传输不同角度的平面波，在接收到的反向散射信号中进行波束成形，然后将不同的图像组合起来以重新合成为最终图像。在整个阵列上传输平面波产生比在可用单个元件实施传输的合成孔径方法中高得多的压强场。此外，与单个元件传输相比，超声平面波在软组织中传播期间的衍射和衰减效应显著降低。

例如从US2009234230A1中已知另一种用于超声成像的方法。所述方法至少包括以下步骤：a)传输步骤，在该步骤中，将多个超声波传输到成像区域中，并且响应于每个超声波，由换能器元件阵列获取原始数据组，超声波具有不同空间频率成分；b)相干增强步骤，在该步骤中，对于被成像区域中的多个虚拟传输聚焦区中的每个，从原始数据组，合成至少一个相干数据组；c)波束成形步骤，在该步骤中，对于每个虚拟传输焦点区域中包括的多个位置中的每个，使用相干数据组，通过波束成形来计算图像像素。