專(zhuān)利名稱(chēng)：增強(qiáng)波束的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波束成形，且更明確地說(shuō)，涉及例如通過(guò)旁瓣降低和/或主瓣塑形來(lái)增強(qiáng)波束的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在聲譜系統(tǒng)中，聲音信號(hào)由掃描頭發(fā)射到身體或其它對(duì)象中，且反射信號(hào)由掃描頭接收以進(jìn)行圖像處理。反射信號(hào)由聲譜系統(tǒng)用以形成身體結(jié)構(gòu)(例如，患者的組織)或其它相關(guān)對(duì)象的圖像。用于這種聲譜成像中的掃描頭通常是手持型封閉體，其含有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的換能器，且可能含有其它電子器件。聲譜系統(tǒng)掃描頭的換能器在發(fā)射時(shí)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能(聲能)而從其表面福射出去，且在接收時(shí)將撞擊其表面上的機(jī)械能(聲能)轉(zhuǎn)換為電能。換能材料的個(gè)別部分稱(chēng)為一個(gè)元件，通常制造成例如長(zhǎng)方形等特定幾何形狀。通常，這些換能器元件布置成規(guī)則的圖案(陣列)，其中中心布置為一條直線(xiàn)以形成線(xiàn)性陣列或相控陣列、沿著弧形成曲線(xiàn)陣列，或按照網(wǎng)格形成2D陣列。通常，換能器元件的這種規(guī)則圖案在元件中心之間具有測(cè)量出的重復(fù)的間隔，稱(chēng)為間距。在聲譜成像操作中，換能器元件通常成組地使用。這樣一組換能器元件在一個(gè)維度上的總范圍就是那一維度上的孔徑。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于線(xiàn)性陣列，一個(gè)維度是換能器元件的高度，而另一個(gè)維度是所用換能器元件數(shù)量乘以間距。無(wú)論是在發(fā)射操作中還是在接收操作中，都可以通過(guò)適當(dāng)?shù)厥褂蒙鲜龀山M換能器元件來(lái)形成超聲波束。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)以下步驟來(lái)形成接收波束調(diào)整換能器元件信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)屬性(例如，延遲和/或加權(quán)以提供與具有所選孔徑的換能器元件相對(duì)應(yīng)的換能器元件波束成形信號(hào))，并對(duì)這些換能器元件波束成形信號(hào)求和以提供具有與特定點(diǎn)(所述特定點(diǎn)是“焦點(diǎn)”)相對(duì)應(yīng)的最大信號(hào)響應(yīng)的波束成形信號(hào)。以上換能器元件信號(hào)屬性在本文稱(chēng)為波束成形參數(shù)。這些波束成形參數(shù)通常用以形成波束以拒斥從不需要的區(qū)域(例如，不同于所需“觀(guān)看方向”的方向)接收到的雜波(例如，不需要的反射信號(hào)，等等)。確切地說(shuō)，對(duì)來(lái)自換能器元件組的換能器元件信號(hào)施加延遲，使得如果從焦點(diǎn)發(fā)出窄脈沖，那么已被如此延遲的信號(hào)將在同一時(shí)間到達(dá)求和裝置，且因此將得出最大值。來(lái)自焦點(diǎn)外的任何其它點(diǎn)的這種相同的窄脈沖將不會(huì)同時(shí)到達(dá)求和器，因此不會(huì)加和成像信號(hào)一樣大?？梢酝ㄟ^(guò)使用適當(dāng)波束成形參數(shù)來(lái)形成具有特定形狀(例如，寬度、長(zhǎng)度、方向，等等)的波束。舉例來(lái)說(shuō)，可以形成“指向”所需“觀(guān)看”方向的主瓣。
不依賴(lài)于施加延遲來(lái)創(chuàng)建波束,可以對(duì)孔徑進(jìn)行切趾。切趾(apodization)是在對(duì)換能器元件信號(hào)求和之前，將潛在唯一的增益值施加(加權(quán))到這些換能器元件信號(hào)的過(guò)程。可以將特定切趾函數(shù)應(yīng)用到孔徑以產(chǎn)生具有所需屬性(例如降低旁瓣)的波束，從而進(jìn)一步拒斥雜波。存在許多標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)函數(shù)可以應(yīng)用到孔徑，但具體舉例說(shuō)明其中三種函數(shù)。這三種函數(shù)是均勻加權(quán)(也稱(chēng)為矩形、棚車(chē)(box car)、辛克(sine)或非切趾)、漢寧(Hanning,也稱(chēng)為Hann)加權(quán)和余弦加權(quán)。漢寧加權(quán)(l+cos(x))與余弦加權(quán)(cos(x))彼此相關(guān)之處在于，漢寧加權(quán)是升余弦函數(shù)。在超聲成像系統(tǒng)中可用于孔徑切趾的其它數(shù)學(xué)函數(shù)為漢明(Hamming)函數(shù)、布萊克曼-哈里斯(Blackman-Harris)函數(shù)或其它特定應(yīng)用窗函數(shù)。由均勻加權(quán)的孔徑形成的波束稱(chēng)作辛克波束，由漢寧加權(quán)的孔徑形成的波束稱(chēng)作漢寧波束，且由余弦函數(shù)加權(quán)的孔徑形成的波束稱(chēng)作余弦切趾波束。通過(guò)依序變換超聲波束(例如，辛克波束、漢寧波束或余弦切趾波束)來(lái)掃描對(duì)象，以形成圖像。取決于實(shí)施方案，可以通過(guò)辛克波束或漢寧波束或其它類(lèi)型的波束來(lái)形成超聲圖像。當(dāng)連續(xù)調(diào)整波束成形參數(shù)(例如，延遲)，以使焦點(diǎn)沿著特定方向移動(dòng)時(shí)，創(chuàng)建出 動(dòng)態(tài)聚焦波束。在提供波束掃描以進(jìn)行聲譜成像時(shí)，這些動(dòng)態(tài)波束通常形成為使得焦點(diǎn)對(duì)于線(xiàn)性陣列來(lái)說(shuō)沿循笛卡爾空間(Cartesian space)中的直線(xiàn),或在相控或曲線(xiàn)陣列中從頂點(diǎn)起沿著單一角。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)依序調(diào)整換能器元件信號(hào)的波束成形參數(shù)，可以形成一系列波束以?huà)呙柘嚓P(guān)體積(例如，可以?huà)呙杌颊唧w內(nèi)的特定面積或深度)?？梢跃奂瘉?lái)自多個(gè)這種掃描波束的信息，以產(chǎn)生相關(guān)掃描體積的圖像(例如，患者皮下部分的超聲圖像)。舉例來(lái)說(shuō)，在超聲B模式操作中，從不同觀(guān)看方向的多個(gè)超聲波束(例如，在不同觀(guān)看方向掃描的波束)接收到的多行回聲數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像。這種從掃描波束產(chǎn)生圖像在本文稱(chēng)為掃描體積成像。已知，由漢寧波束獲取的單色信號(hào)(monochromatic signal)在數(shù)學(xué)上等于對(duì)獲自辛克波束的信號(hào)與獲自?xún)蓚€(gè)空間變換相鄰辛克波束的信號(hào)均值進(jìn)行求和，條件是這些波束根據(jù)尼奎斯特定理(Nyquist theorem)隔開(kāi)。也就是說(shuō)，左側(cè)辛克波束的第一無(wú)訊區(qū)(null)和右側(cè)辛克波束的第一無(wú)訊區(qū)必須與中心辛克波束的峰值對(duì)準(zhǔn)?；谶@些特性，通過(guò)處理獲自三個(gè)鄰近的根據(jù)尼奎斯特定理隔開(kāi)的辛克波束的信號(hào)，已提出一項(xiàng)技術(shù)來(lái)改善雷達(dá)應(yīng)用的性能。然而，在超聲成像中，根據(jù)多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)來(lái)選擇線(xiàn)密度以獲得最佳圖像質(zhì)量，因此，通常無(wú)法滿(mǎn)足根據(jù)尼奎斯特準(zhǔn)則來(lái)設(shè)置波束間或掃描線(xiàn)間的取樣間隔。此外，在超聲成像中，通常結(jié)合可變孔徑來(lái)實(shí)施動(dòng)態(tài)波束成形(如同可能用于提供上述掃描樣本波束)。換句話(huà)說(shuō)，不同孔徑大小用于在不同深度形成波束。因此，通常無(wú)法將例如可在雷達(dá)中實(shí)施的基于處理辛克波束的雜波減少技術(shù)用在超聲掃描體積成像中。圖IA說(shuō)明上述掃描體積成像。具體來(lái)說(shuō)，圖IA所示的換能器11 (具有換能器元件El到EN)可以操作以提供這種掃描體積成像。在操作中，對(duì)換能器元件El到EN的換能器元件信號(hào)進(jìn)行處理，以形成指向正被成像的體積15內(nèi)的特定區(qū)域的接收波束?？梢孕纬蛇@些波束來(lái)收集關(guān)于正被成像的體積15內(nèi)的對(duì)象(也稱(chēng)為相關(guān)對(duì)象)的信息，所述對(duì)象例如對(duì)象12 (例如，流體填充區(qū)域)和表面16 (例如，皮膚表面)下存在的對(duì)象13 (例如，組織結(jié)構(gòu))。應(yīng)了解，用于掃描體積成像的信號(hào)(例如，波束成形信號(hào))中的信號(hào)與雜波比越高，所產(chǎn)生圖像中的對(duì)比度分辨率將越高(例如，組織區(qū)別越好)。信號(hào)雜波的一個(gè)來(lái)源是上述旁瓣，所述旁瓣通常伴隨有所產(chǎn)生波束的主瓣。與所需主瓣相關(guān)聯(lián)的不需要的旁瓣的存在可以從圖IA的說(shuō)明中看到。具體來(lái)說(shuō)，圖IA中所說(shuō)明的主瓣各自具有與其相關(guān)聯(lián)的旁瓣(例如，與主瓣ML5相關(guān)聯(lián)的旁瓣SL5，主瓣與旁瓣的組合在虛線(xiàn)部分中示出以幫助區(qū)分這些瓣與復(fù)合表示)。旁瓣的數(shù)量和水平以及其結(jié)構(gòu)決定有多少不需要的離軸回聲整合到所得波束成形信號(hào)中，從而使相關(guān)對(duì)象的所需回聲中產(chǎn)生雜波。降低旁瓣的能力改善相關(guān)對(duì)象(例如圖像中的組織)的對(duì)比度分辨率或可區(qū)分性。圖像降級(jí)的另一個(gè)來(lái)源是用以收集圖像信息的主瓣的寬度。舉例來(lái)說(shuō)，主瓣的寬度決定正被成像的體積內(nèi)的對(duì)象被波束展開(kāi)的方式。因此，主瓣的寬度通常與圖像的細(xì)節(jié)分辨率有關(guān)。因此，通常需要形成用于上述掃描的波束具有窄焦距，以使得能夠清晰地確定所產(chǎn)生圖像中的相關(guān)對(duì)象。從上述內(nèi)容可以了解到，主瓣的寬度、旁瓣的水平和旁瓣的結(jié)構(gòu)(例如，旁瓣從主 瓣外轉(zhuǎn)的速度)對(duì)圖像質(zhì)量有很大影響。舉例來(lái)說(shuō)，非常清晰的波束能夠?qū)崿F(xiàn)較高分辨率圖像。使用圖IA的換能器11處理信號(hào)以產(chǎn)生圖像可以包括通過(guò)對(duì)具有所選孔徑的換能器元件所接收到的換能器元件信號(hào)適當(dāng)?shù)貙?shí)施波束成形參數(shù)(例如，延遲和/或權(quán)重)，來(lái)使用所選孔徑(例如，一組所選換能器元件，例如換能器元件E11-E15)形成波束。舉例來(lái)說(shuō)，可以選擇波束成形參數(shù)的延遲以提供具有所需焦點(diǎn)的主瓣MLl I-MLl5 (例如,施加適當(dāng)延遲提供波束，從而掃描正被成像的體積15的特定深度)。另外，波束成形過(guò)程可能涉及對(duì)從具有所選孔徑的換能器元件接收到的信號(hào)施加適當(dāng)權(quán)重(切趾過(guò)程)，以便降低與主瓣相關(guān)聯(lián)的旁瓣。因此，用于產(chǎn)生波束的波束成形參數(shù)可以包括復(fù)值(complex value)，使得可以在量值和相位兩方面修改從換能器元件接收到的信號(hào)。盡管通常降低波束的旁瓣，但使用孔徑切趾過(guò)程展開(kāi)主瓣。與使用上述典型波束成形(使用切趾過(guò)程)相關(guān)聯(lián)的不良結(jié)果由圖IB到圖ID示出。圖IB示出組織模擬幻象150 (大體表示圖IA所示的正被成像的體積15)，其由左側(cè)的流體填充區(qū)域A(例如，可以與圖IA正被成像的體積的包括對(duì)象12的部分相對(duì)應(yīng))和右側(cè)的組織區(qū)域B(例如，可以與圖IA正被成像的體積的包括對(duì)象13的部分)組成。假定組織區(qū)域B包括具有相等散射橫截面的點(diǎn)散射體(例如，點(diǎn)散射體14)的群集。當(dāng)正被成像的體積(此處由組織模擬幻象150表示)被元件El-EN的線(xiàn)性陣列所形成的一連串超聲波束穿透時(shí)，形成圖像。由于將從流體填充區(qū)域A接收到小散射密度，所以所得圖像(在理想情況下)不會(huì)有針對(duì)流體填充區(qū)域A顯示的那種灰度，而組織區(qū)域B將顯示與所述模擬幻象中所示情形具有類(lèi)似密度的點(diǎn)分布。如上所述，在常規(guī)超聲成像系統(tǒng)中，用確定性數(shù)學(xué)函數(shù)切趾陣列的孔徑，以部分地抑制旁瓣(進(jìn)而加寬主瓣)，從而改善圖像對(duì)比度，或者不對(duì)孔徑進(jìn)行切趾以維持較窄主瓣，進(jìn)而得出具有增多的雜波的較小成像點(diǎn)大小。每種情況都導(dǎo)致圖像質(zhì)量降級(jí)，且會(huì)顯示失真的圖像。圖IC示出上述兩種不同波束配置以說(shuō)明所述問(wèn)題。波束B(niǎo)u是未切趾波束(例如，使用均勻加權(quán)函數(shù)確定波束成形加權(quán)分布所形成的辛克波束)，其提供具有相對(duì)較高水平旁瓣的較窄主瓣。波束B(niǎo)h是切趾波束(例如，使用升余弦加權(quán)函數(shù)確定波束成形加權(quán)分布所形成的漢寧波束)，其提供具有校對(duì)較低水平旁瓣的較寬(展開(kāi))主瓣。圖IC中所說(shuō)明的波束的量值成對(duì)數(shù)壓縮，且旁瓣有圓齒，并逐漸外轉(zhuǎn)。假定使用波束仏和Bh來(lái)對(duì)相同區(qū)域成像，具體來(lái)說(shuō)，圖IB的組織模擬幻象150的組織區(qū)域B的一部分。波束B(niǎo)u產(chǎn)生源自于由主瓣接收到的反射信號(hào)(例如，由點(diǎn)散射體14反射)的相關(guān)對(duì)象表示101 (如可以用于聚集成通過(guò)在由組織模擬幻象150表示的區(qū)域內(nèi)在不同觀(guān)看方向上掃描多個(gè)波束B(niǎo)u而產(chǎn)生的圖像)。波束B(niǎo)u進(jìn)一步產(chǎn)生源自于由旁瓣接收到的反射信號(hào)的假影101-1到101-8(也可能會(huì)作為不需要的雜波聚集到所產(chǎn)生圖像中)。同樣，波束仏產(chǎn)生源自于由主瓣接收到的反射信號(hào)(例如，由點(diǎn)散射體14反射)的相關(guān)對(duì)象表示100(如可以用以聚集成通過(guò)在由組織模擬幻象150表示的區(qū)域內(nèi)在不同觀(guān)看方向上掃描多個(gè)波束B(niǎo)h而產(chǎn)生的圖像)。波束B(niǎo)h進(jìn)一步產(chǎn)生源自于由旁瓣接收到的反射信號(hào)的假影100-1到100-4(也可能會(huì)作為不需要的雜波聚集到所產(chǎn)生圖像中)。如圖IC中可見(jiàn)，盡管是對(duì)對(duì)象的相同區(qū)域成像，但與波束B(niǎo)u提供的相關(guān)對(duì)象表示101相比，波束B(niǎo)h提供的相關(guān)對(duì)象表示100展開(kāi)。同樣如圖IC中可見(jiàn)，波束B(niǎo)u產(chǎn)生的假影(假影101-1到101-8)比波束B(niǎo)h產(chǎn)生的假影(假影100-1到100-4)多(盡管較小)。 可以通過(guò)掃描多個(gè)波束B(niǎo)u或波束B(niǎo)h以穿透正被成像的體積來(lái)產(chǎn)生聲譜圖像。舉例來(lái)說(shuō)，可以聚集通過(guò)在由組織模擬幻象150表示的區(qū)域中掃描波束B(niǎo)u和Bh中的各別波束而創(chuàng)建的表示，以形成相關(guān)對(duì)象的圖像。然而，如可以從圖IC的說(shuō)明了解，當(dāng)使用波束B(niǎo)u時(shí)，所產(chǎn)生圖像中的相關(guān)對(duì)象可能會(huì)相對(duì)尖銳，這是因?yàn)橄嚓P(guān)對(duì)象表示(例如，相關(guān)對(duì)象表示101)相對(duì)較小，但假影(例如，假影101-1到101-8)的數(shù)量由于較突出的旁瓣而較高。與使用波束B(niǎo)u相關(guān)聯(lián)的假影也從相關(guān)對(duì)象表示中的相應(yīng)表示延伸較長(zhǎng)的距離，從而進(jìn)一步使所產(chǎn)生圖像降級(jí)。也如從圖IC的說(shuō)明可以了解，當(dāng)使用波束B(niǎo)h時(shí)，所產(chǎn)生圖像中的相關(guān)對(duì)象較不尖銳，這是因?yàn)橄嚓P(guān)對(duì)象表示(例如，相關(guān)對(duì)象表示100)相對(duì)較大，但相關(guān)聯(lián)假影(例如，假影100-1到100-n)的數(shù)量由于較不突出的旁瓣而較低。此外，與使用波束仏相關(guān)聯(lián)的假影從相關(guān)對(duì)象表示延伸較短距離。因此，每個(gè)上述波束成形技術(shù)都會(huì)導(dǎo)致所產(chǎn)生的圖像通常比所需質(zhì)量差。如從上述內(nèi)容可以了解，實(shí)現(xiàn)清晰波束而無(wú)顯著旁瓣以提供高質(zhì)量成像已證明是不現(xiàn)實(shí)的。發(fā)明概述本發(fā)明是針對(duì)例如通過(guò)使用動(dòng)態(tài)分辨率(DR)波束合成技術(shù)來(lái)提供波束旁瓣降低的系統(tǒng)和方法。通過(guò)從多個(gè)波束(稱(chēng)作樣本波束)合成DR波束，本發(fā)明實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)分辨率波束成形技術(shù)除了提供波束旁瓣降低之外，還提供增強(qiáng)的波束主瓣屬性。各個(gè)實(shí)施方案通過(guò)對(duì)于正被成像的體積的每一掃描區(qū)域從樣本波束獲取多個(gè)波束成形信號(hào)來(lái)實(shí)施DR波束合成技術(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，針對(duì)正被成像的體積(例如，組織區(qū)域)的每一掃描區(qū)域(例如，每一觀(guān)看方向)形成第一樣本波束(例如，可以使用辛克函數(shù)確定波束成形加權(quán)分布所形成的未切趾波束)和第二樣本波束(例如，可以使用余弦函數(shù)確定波束成形加權(quán)分布所形成的切趾波束)兩者。所得樣本波束信號(hào)(例如，使用未切趾函數(shù)的波束成形信號(hào)和使用切趾函數(shù)的波束成形信號(hào))用以通過(guò)本文的DR波束成形技術(shù)的操作來(lái)合成對(duì)應(yīng)于來(lái)自高分辨率、低旁瓣波束的信號(hào)的波束成形信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，可以在DR波束成形技術(shù)中對(duì)樣本波束進(jìn)行加權(quán)和組合，以得出最小的總功率。所得DR波束優(yōu)選地具有降低的旁瓣和相對(duì)較小或相對(duì)未展開(kāi)的主瓣。
在實(shí)施方案的改善型動(dòng)態(tài)分辨率(IDR)波束合成技術(shù)中，對(duì)DR波束進(jìn)行分段以合成具有所需屬性的IDR波束。舉例來(lái)說(shuō)，可以例如使用樣本波束(例如，上述第二樣本波束)將DR波束分段成其主瓣分量和其旁瓣分量。這些波束分量?jī)?yōu)選地是獨(dú)立地操縱或以其它方式進(jìn)行處理，以便更改其一個(gè)或多個(gè)屬性(例如，應(yīng)用不同權(quán)重)。本文的IDR波束合成技術(shù)操作以從被操縱的分段波束分量合成IDR波束(例如，主瓣分量應(yīng)用較大權(quán)重，而旁瓣分量應(yīng)用較小權(quán)重)，具體是通過(guò)重新組合這些波束分量以合成IDR波束。如果需要，那么可以將銳化函數(shù)應(yīng)用到DR/IDR波束，以提供更進(jìn)一步增強(qiáng)的波束。被應(yīng)用銳化函數(shù)的DR/IDR波束在本文稱(chēng)為增強(qiáng)型動(dòng)態(tài)分辨率(XDR)波束。被應(yīng)用銳化函數(shù)的XDR波束提供比相應(yīng)DR/IDR波束窄的主瓣。另外，這種XDR波束的旁瓣可以在一定程度上得到進(jìn)一步抑制以實(shí)現(xiàn)較高圖像質(zhì)量。盡管IDR和XDR波束處理的實(shí)施方案可以利用如上所述的DR波束處理的波束合成，但本文概念的應(yīng)用并不限于使用DR波束合成。舉例來(lái)說(shuō)，可以關(guān)于辛克波束和余弦切 趾波束應(yīng)用IDR和/或XDR波束銳化處理的實(shí)施方案，而不使用DR波束(例如，通過(guò)處理辛克和余弦切趾波束得到的最小功率波束)。本發(fā)明實(shí)施方案的一個(gè)特征在于優(yōu)化了每一波束成形樣本在所產(chǎn)生圖像的樣本空間中的聚焦性能。本發(fā)明實(shí)施方案的另一特征在于最小化了頻譜泄漏且改善了脈沖波(“pw”)、連續(xù)波(“cr’)和彩色血流處理中的頻譜分辨率，具有或不具有編碼激勵(lì)和代碼模式。本發(fā)明的又一特征在于實(shí)施方案可以輕易地調(diào)適成用于許多類(lèi)型的系統(tǒng)，例如多線(xiàn)波束成形、合成孔徑波束成形和高幀速率波束成形。本文概念的實(shí)施方案可以應(yīng)用到超聲成像，以提供波束旁瓣降低。然而，本文概念并不限于關(guān)于超聲成像的應(yīng)用?？梢詫?duì)于可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)、射頻和其它成像技術(shù)來(lái)應(yīng)用各個(gè)實(shí)施方案。上文已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便可以更好地理解本發(fā)明的以下詳細(xì)描述。下文將描述形成本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)主旨的本發(fā)明的額外特征和優(yōu)點(diǎn)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，所公開(kāi)的概念和特定實(shí)施方案可以輕易地用作修改或設(shè)計(jì)用于執(zhí)行本發(fā)明的相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不脫離如由附屬權(quán)利要求書(shū)所闡述的本發(fā)明的精神和范圍。可以結(jié)合附圖從以下描述更好地理解認(rèn)為是本發(fā)明特征的新穎特征的組織和操作方法，以及其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。然而，應(yīng)明確理解，每一幅圖都是僅為了說(shuō)明和描述目的而提供的，并不旨在定義對(duì)本發(fā)明的限制。附圖簡(jiǎn)述為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述，在附圖中圖IA到圖IC示出旁瓣降低的必要性和試圖以常規(guī)方法降低旁瓣時(shí)所固有的問(wèn)題；圖2A和圖2B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的適于提供動(dòng)態(tài)分辨率處理、改善型動(dòng)態(tài)分辨率處理和/或增強(qiáng)型動(dòng)態(tài)分辨率處理的系統(tǒng)；圖3A示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的可以由動(dòng)態(tài)分辨率波束合成技術(shù)使用的第一樣本波束和第二或輔助樣本波束的實(shí)施例；圖3B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的可以由圖3A的樣本波束合成的示例性動(dòng)態(tài)分辨率波束；圖4示出使用本發(fā)明實(shí)施方案的DR波束產(chǎn)生的圖像的表示；圖5A和圖5B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的適于合成例如圖3B的動(dòng)態(tài)分辨率波束的動(dòng)態(tài)分辨率波束的圖2系統(tǒng)的實(shí)施方案的細(xì)節(jié)；圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的圖5A和圖5B的DR-XDR處理器的示例性操作；圖6A到圖6C示出根據(jù)實(shí)施方案，根據(jù)圖6的處理操作來(lái)組合第一樣本波束信號(hào)和第二或輔助樣本波束信號(hào)的信號(hào)，以進(jìn)行動(dòng)態(tài)分辨率波束合成；圖6D到圖61 (3)示出根據(jù)實(shí)施方案，根據(jù)圖6的處理操作來(lái)隔離主瓣信號(hào)分量與第一樣本波束信號(hào)，以進(jìn)行改善的動(dòng)態(tài)分辨率波束合成；圖6J到圖6L(4)示出根據(jù)實(shí)施方案，根據(jù)圖6的處理操作來(lái)在增強(qiáng)型動(dòng)態(tài)分辨率 波束合成的迭代操作中使用波束塑形函數(shù)；圖7A到圖7C為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性樣本波束和從其合成的增強(qiáng)型動(dòng)態(tài)分辨率波束的曲線(xiàn)圖；圖8示出應(yīng)用到一維處理的本發(fā)明概念的一個(gè)實(shí)施例；圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案使用不同參數(shù)集合處理的各種波束；

圖10示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案處理的各個(gè)波束之間的關(guān)系；圖11示出將大放大因子應(yīng)用到本文實(shí)施方案的輔助樣本波束時(shí)，兩個(gè)主瓣波束信號(hào)的量值之間的差異；圖12示出根據(jù)據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案而利用的波束塑形函數(shù)的一個(gè)實(shí)施例；圖13A和圖13B示出分裂以降低殘余主瓣、動(dòng)態(tài)分辨率波束的旁瓣以及所得波束的主瓣；圖14示出本發(fā)明實(shí)施方案的在多次迭代之后的增強(qiáng)型動(dòng)態(tài)分辨率波束的實(shí)施例；圖15A到圖15G示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案而產(chǎn)生具有不同波束特性的新分量信號(hào)；以及圖16A到圖16E示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的用于波束分解和合成的波束。發(fā)明詳述圖2A示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案調(diào)適的超聲成像系統(tǒng)的實(shí)施方案。應(yīng)了解，參考超聲成像描述了示例性實(shí)施方案，以便提供更具體實(shí)施例來(lái)輔助理解本文概念。然而，本發(fā)明的概念并不限于關(guān)于超聲成像的應(yīng)用。因此，本文概念可以應(yīng)用于其中使用發(fā)射信號(hào)的反射的許多技術(shù)，例如可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)和射頻成像技術(shù)。超聲成像系統(tǒng)200被展示為包括與掃描頭220通信的系統(tǒng)單元210。實(shí)施方案的系統(tǒng)單元210包括處理器式系統(tǒng)，所述處理器式系統(tǒng)可操作以控制掃描頭220的換能器(例如，圖IA所示的換能器11)使用掃描波束221發(fā)射和接收超聲信號(hào)，以提供掃描體積成像。因此，實(shí)施方案的系統(tǒng)單元210的處理器式系統(tǒng)處理所接收到的超聲信號(hào)以產(chǎn)生圖像211、顯示在顯示器212上，從而表示正被成像的體積201的一部分。關(guān)于可以根據(jù)本發(fā)明概念加以調(diào)適的成像系統(tǒng)的細(xì)節(jié)提供于同在申請(qǐng)中且共同讓渡的標(biāo)題為“ModuIar Apparatusfor Diagnostic Ultrasound”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第12/467，899號(hào)中，所述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案的公開(kāi)內(nèi)容在此以引用的方式并入本文中。
關(guān)于超聲成像系統(tǒng)200的實(shí)施方案的更多細(xì)節(jié)展示于圖2B的高級(jí)功能方塊圖中。如圖2B所示，掃描頭220的換能器可以包括與發(fā)射/接收電路221 (例如，可以包括放大器、緩沖器、多路復(fù)用器，等等)通信的超聲元件(例如，具有換能器元件El到EN的圖IA的換能器11)陣列，且可操作以可控制地發(fā)射和接收超聲信號(hào)。圖2B的系統(tǒng)單元210包括波束成形器213、DR/IDR/XDR波束合成處理器214、超聲圖像處理電路215以及顯示器212。波束成形器213操作以對(duì)于提供給換能器11/從換能器11提供的信號(hào)提供波束成形。DR/IDR/XDR波束合成處理器214操作以提供如本文所述的動(dòng)態(tài)分辨率波束合成處理。超聲圖像處理電路215操作以使用由DR/IDR/XDR波束合成處理器214合成的動(dòng)態(tài)分辨率(例如，DR、IDR和/或XDR)波束信號(hào)來(lái)形成超聲圖像(例如，B模式、M模式、多普勒模式、3維、4維，等等)，例如以供顯示于顯示器212上。應(yīng)了解，可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案利用圖2B所說(shuō)明功能方塊的額外和/或替代功能方塊。舉例來(lái)說(shuō)，例如在通過(guò)超聲成像系統(tǒng)200實(shí)施數(shù)字波束成形或數(shù)字信號(hào)處理的情 況下，可以利用一個(gè)或多個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和/或數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)。此外，功能方塊的分布可以與圖2A中所示不同。舉例來(lái)說(shuō)，例如在掃描頭220與系統(tǒng)單元210之間需要“細(xì)線(xiàn)”連接的情況下，可以將波束成形器213安置在掃描頭220中?？梢曰谧赃m應(yīng)性波束成形過(guò)程來(lái)優(yōu)化與詢(xún)問(wèn)組織位置相關(guān)聯(lián)的信號(hào)中的信號(hào)與雜波比，如可以由波束成形器213來(lái)實(shí)施。在自適應(yīng)性波束成形過(guò)程中，針對(duì)每一樣本位置使用對(duì)來(lái)自所有換能器元件(或換能器元件的某一選定子集)的信號(hào)的量值和相位的一系列矩陣操作。矩陣的維度通常與陣列孔徑的維度成比例。當(dāng)孔徑如在常規(guī)超聲成像系統(tǒng)中為較大(例如，為32、64或128)時(shí)，實(shí)施方案所需的處理功率非常高，且可能對(duì)于一些系統(tǒng)應(yīng)用而言為過(guò)高的。波束成形器213的樣本波束波束成形器(sample beam beamformer) 213a和213b 利用延遲與求和波束成形過(guò)程來(lái)根據(jù)實(shí)施方案產(chǎn)生掃描體積內(nèi)詢(xún)問(wèn)組織位置的波束成形信號(hào)。延遲與求和波束成形是通過(guò)在補(bǔ)償換能器元件之間的到達(dá)時(shí)間差異之后整合從換能器元件(所有換能器元件或換能器元件的某一所選子集)接收到的信號(hào)來(lái)完成。波束成形器的輸出是取決于組織的散射橫截面的分布而改變量值和相位的波束成形信號(hào)。在根據(jù)實(shí)施方案的操作中，波束成形參數(shù)的第一集合(例如，延遲和/或權(quán)重的第一集合)提供第一樣本波束，同時(shí)波束成形參數(shù)的第二集合(例如，延遲和/或權(quán)重的第二集合)提供第二樣本波束。舉例來(lái)說(shuō)，樣本波束波束成形器213a可以實(shí)施波束成形參數(shù)的第一集合以形成第一樣本波束(例如，未切趾波束)，而樣本波束波束成形器213b實(shí)施波束成形參數(shù)的第二集合以形成第二或輔助樣本波束(例如，切趾波束)。因此，樣本波束波束成形器213a和213b同時(shí)提供兩個(gè)不同的波束成形信號(hào)以用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)分辨率處理。從上述內(nèi)容應(yīng)了解，在波束成形信號(hào)中，來(lái)自多個(gè)換能器元件(所有換能器元件或換能器元件的某一選定子集)的信號(hào)被整合成單一波束成形信號(hào)。因此，在個(gè)別換能器元件處接收到的信號(hào)(例如，回聲信號(hào))的相位和量值丟失。因此，在波束成形之后改善波束成形信號(hào)是一項(xiàng)技術(shù)難題。然而，使用本文的DR、IDR和/或XDR波束合成概念，有可能改善波束成形后的波束性能。超聲成像系統(tǒng)200的實(shí)施方案實(shí)施本文描述的動(dòng)態(tài)分辨率(DR)波束合成、改善型動(dòng)態(tài)分辨率(IDR)波束合成和/或擴(kuò)展動(dòng)態(tài)分辨率(XDR)波束合成技術(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，DR波束合成技術(shù)可以由超聲成像系統(tǒng)200的DR/IDR/XDR波束合成處理器214實(shí)施，從而獲取由波束成形器213的樣本波束波束成形器213a和213b針對(duì)正被成像的對(duì)象(例如，組織)的每一掃描區(qū)域提供的多個(gè)波束成形信號(hào)以合成DR波束。所合成的DR波束的信號(hào)可以由超聲成像系統(tǒng)200的DR/IDR/XDR波束合成處理器214進(jìn)一步處理(例如使用本文描述的分段技術(shù))，以提供IDR和/或XDR波束合成。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的DR波束合成技術(shù)從詢(xún)問(wèn)組織位置同時(shí)獲取兩個(gè)波束成形信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，使用波束成形器213針對(duì)正被成像的體積201的每一掃描區(qū)域(例如，每一觀(guān)看方向)中的每一樣本點(diǎn)形成第一樣本波束(例如，圖3A的波束B(niǎo)u)和第二或輔助樣本波束(例如，圖3A的波束A)兩者。一種使所合成的DR波束(例如，圖3B的波束B(niǎo)tj)中的旁瓣最小化的方式是形成相位、形狀和量值在組合樣本波束以合成DR波束時(shí)使旁瓣最小化的這種樣本波束。因此，如可以從圖3A的說(shuō)明了解，實(shí)施方案的樣本波束適于提供峰值和無(wú)訊區(qū)，所述峰值和無(wú)訊區(qū)協(xié)作以合成在組合時(shí)具有所需屬性的DR波束。也就是說(shuō)， 與第一樣本波束B(niǎo)u( 0 )相關(guān)聯(lián)的旁瓣可以使用第二或輔助樣本波束A( 0 )來(lái)降低，以產(chǎn)生質(zhì)量更好的DR波束0)。本發(fā)明的用于使旁瓣最小化的DR波束合成技術(shù)的實(shí)施方案可以用未被切趾而形成的第一樣本波束和通過(guò)使用余弦函數(shù)(例如，cos(e))對(duì)孔徑進(jìn)行切趾而形成的第二樣本波束或輔助樣本波束來(lái)實(shí)施。舉例來(lái)說(shuō)，來(lái)自陣列的未切趾波束圖案(圖3A的波束B(niǎo)u)可以由辛克函數(shù)辛克(9)來(lái)描述。函數(shù)辛克(e)在0 = 土nJi或辛克(土 Ji) = 0而辛克(0) = I的零點(diǎn)交叉為振動(dòng)的。如果來(lái)自陣列的波束圖案是使用余弦函數(shù)來(lái)切趾(例如，圖3A的波束A)，那么余弦切趾波束對(duì)稱(chēng)地分裂成兩個(gè)幾何變換分量辛克波束，其兩個(gè)峰值與未切趾波束的第一旁瓣對(duì)準(zhǔn)，而無(wú)訊區(qū)位于原點(diǎn)A(O) = 0處;A是第二樣本波束或余弦切趾波束。因此，當(dāng)應(yīng)用于使用辛克函數(shù)形成的未切趾樣本波束時(shí)，余弦切趾波束可以用作輔助樣本波束以用于旁瓣降低。應(yīng)了解，盡管本文中提及辛克波束和余弦切趾波束來(lái)演示DR波束合成過(guò)程，但根據(jù)本發(fā)明的概念，可以使用樣本波束的其它組合來(lái)處理信號(hào)以用于重構(gòu)具有改善的圖像質(zhì)量的圖像。由樣本波束形成的樣本波束成形信號(hào)由圖2B的DR/IDR/XDR波束合成處理器214用來(lái)合成與本發(fā)明的DR波束(例如，圖3B的仏)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，使用樣本波束的幾何和/或形態(tài)特性，對(duì)來(lái)自樣本波束的信號(hào)進(jìn)行組合以合成具有所需特征的DR波束。在樣本波束提供組合起來(lái)會(huì)消除不良屬性(例如，旁瓣)的幾何和/或形態(tài)特性的情況下，實(shí)施方案的DR波束合成可以操作以對(duì)樣本波束求和(例如，Btj = BfaAh然而，在樣本波束提供組合起來(lái)會(huì)增加不良屬性(例如，旁瓣)的幾何和/或形態(tài)特性的情況下，實(shí)施方案的DR波束合成可以操作以減去樣本波束(例如，Btj = Bu-CiAh因此，應(yīng)了解，本文關(guān)于使用樣本波束合成DR波束而提供的數(shù)學(xué)關(guān)系可以取決于組合/消除所用特定樣本波束的特征而實(shí)施正負(fù)號(hào)改變。如從下文描述將更好地理解，上述實(shí)施例中的a定義從第二樣本波束接收到的少量信號(hào)，用于消除第一樣本波束中不需要的部分。根據(jù)實(shí)施方案，使用參數(shù)a來(lái)在DR波束合成中提供旁瓣減緩與主瓣展開(kāi)之間的平衡。因此，通過(guò)本文動(dòng)態(tài)分辨率波束成形技術(shù)操作合成的DR波束優(yōu)選地具有降低的旁瓣和相對(duì)較小或未展開(kāi)的主瓣。
提供以下論述以輔助更好地理解本發(fā)明實(shí)施方案的DR波束合成過(guò)程。當(dāng)使用第一樣本波束B(niǎo)u( 0 )來(lái)掃描正被成像的體積時(shí),通過(guò)掃描對(duì)象0(0)上的第一樣本波束B(niǎo)u( 0 )而接收到的所得波束成形信號(hào)Iu(e)可以被描述為Iu(e) =/ 0(^-0)^((^-0)(1^.假定第一樣本波束B(niǎo)u( 0 )可以分解為兩個(gè)分量B_( 0 )和Bus ( 0 )，其中波束分量Bus^ 0 )是所需波束分量(例如，主瓣)，且波束分量Bus(0)是不需要的波束(例如，旁瓣)，且其中Bu(9) =6^(0)+6^(0).因此，Iu(e) = / O(cj5-0)*Bu(cj5-0)d(j5 = 1^(0)+1^(0)0第二樣本波束A(0)可以是輔助波束，其“觀(guān)看”或指向與第一樣本波束B(niǎo)u (0)的方向相同的方向(9)。假定第二樣本波束A(0)也可以分解為兩個(gè)分量AM(e)和 As(0)，其中 A(0) = Am(0)+As(0)。因此，IA(e) = / 0(小-0)*八(小-0)d = Iam ( 9 ) +Ias (9)。從上文可以看出，可以根據(jù) B。(9) = Bu(9) + ctA(9)=6^( 0) + aAM( 0)+6^(0) + 04(6)形成DR波束B(niǎo)J0)。因此，可以通過(guò)確定a以 使Il Bus ( 0 ) + a As ( 0 ) Il 2的差異最小化或mjn來(lái)降低旁瓣信號(hào)
Bus(Q)0 這樣在效果上等同于main\\iuS{e)^aiAS{ef)o根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，為了不使DR波束的主瓣降級(jí)，需要得自第二或輔助樣本波束a Iam( 0 )的主瓣的波束信號(hào)分量盡可能小。也就是說(shuō)，非零a IM( 0 )通常導(dǎo)致所合成的DR波束B(niǎo)J0)中主瓣Bu^ 0 )至少在某種程度上展開(kāi)。為了在與第二樣本波束A( 0 )組合時(shí)，不更改樣本波束B(niǎo)u( 0 )的觀(guān)看或指向方向，實(shí)施方案的第二樣本波束A( 0 )包括與第一樣本波束的主瓣B_(0)對(duì)應(yīng)放置的無(wú)訊區(qū)。換句話(huà)說(shuō)，如果A(O) =0，且Btj(O)=Bia(O)，那么當(dāng)來(lái)自旁瓣的雜波能量由于對(duì)消過(guò)程Bu( 9) + aA(0)而得以最小化時(shí)，Bus^ 0 )的觀(guān)看或指向方向不會(huì)更改，只是主瓣可能會(huì)由于B_( 9) + aAM(0)處理而稍稍展開(kāi)?？梢酝ㄟ^(guò)預(yù)定最小值和最大值來(lái)限定參數(shù)阿爾法a。舉例來(lái)說(shuō)，實(shí)施方案的參數(shù)a優(yōu)選地限定在0與I之間，以避免由數(shù)據(jù)獲取或其它數(shù)字處理導(dǎo)致的錯(cuò)誤。應(yīng)了解，可能存在以下情形通過(guò)使用來(lái)自第二樣本波束(例如，上述余弦切趾波束)的信號(hào)來(lái)消除來(lái)自樣本波束(例如，上述辛克波束)的雜波信號(hào)并不現(xiàn)實(shí)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)雜波水平相當(dāng)高時(shí)，或來(lái)自不需要的方向的信號(hào)過(guò)高以至于可能需要比用第二樣本波束能夠容易實(shí)現(xiàn)的波束更好的更高性能旁瓣消除波束時(shí)。在這種情形中，可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，將參數(shù)a的值設(shè)置為預(yù)定最大可接受值(例如，D。a為零表示以下情形旁瓣在第一樣本波束(例如，辛克波束)中是低的，且不需要來(lái)自第二或輔助樣本波束(例如，余弦切趾波束)的信號(hào)在DR波束合成中用于旁瓣消除。在對(duì)比度方面，當(dāng)a等于I時(shí)，需要因?yàn)榕园甓鴱牡诙蜉o助樣本波束(例如，余弦切趾波束)接收到的信號(hào)來(lái)用于在DR波束合成中消除第一樣本波束(例如，辛克波束)的旁瓣。因此，在實(shí)施方案的辛克波束/余弦切趾波束DR波束合成實(shí)施例中，當(dāng)a =0時(shí)，所合成的DR波束是辛克波束(B。= Bu+ a A = BjOA = Bu)，而當(dāng)a = I時(shí)，所合成的DR波束是升余弦或漢寧波束(Btj = Bu+ a A = Bu+IA)。在0與I之間的a值提供寬度在辛克波束主瓣與升余弦切趾波束主瓣之間改變的所合成DR波束主瓣，而旁瓣根據(jù)從余弦切趾波束旁瓣接收到的少量信號(hào)而降低?？梢詫?shí)施優(yōu)化過(guò)程以計(jì)算消除第一樣本波束(例如，辛克波束)的不需要部分所需的來(lái)自第二或輔助樣本波束(例如，余弦切趾波束)的信號(hào)量。然而在本發(fā)明實(shí)施方案的DR波束合成過(guò)程中，在這種優(yōu)化過(guò)程中可以使用目標(biāo)函數(shù)的不同選擇。可以選擇基于使波束中的雜波信號(hào)功率最小化的準(zhǔn)則來(lái)計(jì)算上述參數(shù)a。也就是說(shuō)，本發(fā)明實(shí)施方案的參數(shù)a有效地確定將與第一樣本波束信號(hào)組合以合成DR波束的少量第二或輔助樣本波束信號(hào)，從而可以根據(jù)實(shí)施方案選擇用于選擇參數(shù)a的目標(biāo)函數(shù)，使得當(dāng)組合樣本波束時(shí)，雜波信號(hào)的功率得以最小化。在本發(fā)明實(shí)施方案的DR波束合成過(guò)程中，可以在樣本之間(例如，觀(guān)看方向之間)動(dòng)態(tài)地改變參數(shù)a。由于實(shí)施方案的參數(shù)a在旁瓣消除過(guò)程中是通過(guò)基于來(lái)自樣本波束(例如，辛克波束和余弦切趾波束)的測(cè)量使波束的總雜波功率最小化來(lái)加以選擇，所以可以對(duì)于DR處理圖像中的每一樣本實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)分辨率與對(duì)比度分辨率的良好平衡。舉例來(lái)說(shuō)，在旁瓣高的樣本位置，可以將參數(shù)a設(shè)置為高或上限(例如，在上述實(shí)施例中為I)，且利用第二樣本波束來(lái)合成具有低旁瓣的DR波束(其外轉(zhuǎn)速率快)。然而，所合成的DR波束的主瓣寬度可能會(huì)受到第二樣本波束的影響而展開(kāi)，從而使得圖像分辨率可能會(huì)較差。在從鄰近位置接收到較少雜波的樣本位置，可以將參數(shù)a設(shè)置為低或下限(例如，在上述實(shí)施例 中為0)，且在合成DR波束時(shí)實(shí)質(zhì)上仍不使用第二樣本波束。由于在這個(gè)實(shí)施方案中沒(méi)有利用切趾，所以所合成的DR波束的主瓣較窄。因此，圖像中的旁瓣消除參數(shù)在上述實(shí)施例中從0變化到I。因此，所述DR波束合成過(guò)程有效地在圖像中的細(xì)節(jié)分辨率與對(duì)比度分辨率之間做出了盡可能最好的折衷。為了說(shuō)明上述概念，圖3B的波束B(niǎo)tj示出從樣本波束B(niǎo)u和A的樣本波束信號(hào)合成的DR波束B(niǎo)je )的表示(例如，Bje ) =Bu(0) + aA(0)，其中a = I)。波束B(niǎo)。的旁瓣已大大降低。然而，如由圖3A的Wl和圖3B的W2所示，主瓣與辛克波束的主瓣相比來(lái)說(shuō)相對(duì)加寬。盡管這種展開(kāi)的主瓣通常會(huì)降低所得圖像的分辨率，但可以由這個(gè)實(shí)施方案的DR波束通過(guò)平衡相對(duì)輕微的主瓣展開(kāi)與顯著的旁瓣降低來(lái)提供改善的圖像質(zhì)量。圖4示出使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案合成的DR波束產(chǎn)生的圖像的表示。具體地說(shuō)，圖4示出圖像460，其展示正被成像的體積內(nèi)的相關(guān)對(duì)象(例如，聚集以表示相關(guān)對(duì)象的相關(guān)對(duì)象表示400)，其是由掃描樣本波束(例如，圖3A的樣本波束B(niǎo)u和A)產(chǎn)生以合成DR波束(例如，圖3B的DR波束B(niǎo)。)。如圖所示，在圖3B中，圖像460的動(dòng)態(tài)顯示范圍對(duì)應(yīng)于在下部截止點(diǎn)Q與上部截止點(diǎn)Gh之間的DR波束信號(hào)中的信息。圖像460中沒(méi)有旁瓣假影可見(jiàn)，這是因?yàn)樗铣傻腄R波束的旁瓣已快速下降，且旁瓣創(chuàng)建的圖像低于下部截止點(diǎn)q。對(duì)應(yīng)于點(diǎn)散射體14的所產(chǎn)生圖像在圖像460中僅稍微展開(kāi)，這是因?yàn)镈R波束的主瓣寬度減小了。因此，很好地保留了圖像的紋理，且極少有或沒(méi)有假影存在于圖像460的區(qū)域A或B中。圖5A和圖5B示出適于使用多個(gè)樣本波束(例如，圖3A的樣本波束B(niǎo)u和A)合成DR波束(例如，圖3B的DR波束B(niǎo)。)的超聲成像系統(tǒng)200的實(shí)施方案的額外細(xì)節(jié)。圖5A和圖5B的示例性系統(tǒng)利用波束成形器213來(lái)形成兩個(gè)樣本波束信號(hào)以用于DR波束合成。所示實(shí)施方案的波束成形器213包括可在控制處理器(例如DR/IDR/XDR波束合成處理器214)的控制下操作的各個(gè)信號(hào)處理、加權(quán)和組合電路，以形成如本文所述的樣本波束信號(hào)。在所示實(shí)施方案中，從換能器元件(例如，圖IA所示的換能器元件E1-EN)提供的信號(hào)由放大器51-1到51-N(例如，可以包括低噪聲放大器)處理，從而提供換能器信號(hào)放大以用于隨后的波束成形處理。元件52-1到52-N為每一換能器元件信號(hào)提供信號(hào)相位調(diào)整(延遲)，且元件53-1到53-N為每一換能器元件信號(hào)提供信號(hào)振幅調(diào)整加權(quán))。因此，元件52-1到52-N和元件53-1到53-N都將波束成形參數(shù)應(yīng)用到換能器元件信號(hào)。組合器54和55提供換能器元件信號(hào)的組合(例如，求和)，以形成所得波束信號(hào)。因此，元件52-1到52-N與組合器55協(xié)作以提供本發(fā)明實(shí)施方案的樣本波束波束成形器213a，且元件52_1到52-N、元件53-1到53-N與組合器54協(xié)作以提供實(shí)施方案的樣本波束波束成形器213b。在圖5A的實(shí)施方案中，將被適當(dāng)延遲的換能器元件信號(hào)在組合器55進(jìn)行組合，以提供辛克波束信號(hào)作為上述第一樣本波束信號(hào)。將被適當(dāng)延遲并加權(quán)的換能器元件信號(hào)在組合器54進(jìn)行組合，以提供余弦切趾波束信號(hào)作為上述第二或輔助樣本波束信號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的操作中，辛克波束與余弦切趾波束是同時(shí)形成(例如，使用同一換能器兀件信號(hào)集合)。如果需要，那么可以根據(jù)實(shí)施方案在DR波束合成處理之前、同時(shí)或之后提供波束 信號(hào)調(diào)節(jié)和/或處理。舉例來(lái)說(shuō)，將所示實(shí)施方案的余弦切趾波束信號(hào)提供給正交帶通濾波器56-1，而將辛克波束信號(hào)提供給正交帶通濾波器56-2以促進(jìn)向量空間中的DR波束合成處理。額外或替代樣本波束信號(hào)調(diào)節(jié)可以包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(例如，本文使用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)合成DR波束)、放大、噪聲消除，等等。將辛克波束信號(hào)和余弦切趾波束信號(hào)提供給所示實(shí)施方案的DR/IDR/XDR波束合成處理器214以用于DR波束信號(hào)合成。圖5A中所示的DR/IDR/XDR波束合成處理器214的實(shí)施方案包含多個(gè)波束處理電路，此處展示為DR處理511、IDR處理512和XDR處理513，以提供如本文所述的動(dòng)態(tài)分辨率處理。然而，應(yīng)了解，本發(fā)明實(shí)施方案可以不實(shí)施所示實(shí)施方案的所有波束處理電路。舉例來(lái)說(shuō)，如果需要，那么實(shí)施方案可以?xún)H實(shí)施如本文所述的DR處理(例如，DR處理511)或DR處理與IDR處理的組合(例如，DR處理511和IDR處理512)。DR/IDR/XDR波束合成處理器214可以包括可在指令集合控制下操作以提供如本文所述操作的通用處理器、配置成提供如本文所述波束處理電路的DSP、特定應(yīng)用集成電路(ASIC)、可編程門(mén)陣列(PGA)，等等。在下文參考圖6的處理更完整地描述這種DR/IDR/XDR波束合成處理器的操作。應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案合成的波束信號(hào)用于圖像產(chǎn)生，例如上述的超聲圖像產(chǎn)生。因此，實(shí)施方案的DR/IDR/XDR波束合成處理器214的輸出被提供給用于這種圖像產(chǎn)生的電路。舉例來(lái)說(shuō)，所示實(shí)施方案的所合成的動(dòng)態(tài)分辨率波束信號(hào)被提供給檢測(cè)和壓縮電路59，以便去除信號(hào)的相位并提供信號(hào)量值的映射以進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換。實(shí)施方案的掃描轉(zhuǎn)換器501將信號(hào)量值從獲取空間變換到顯示空間，以通過(guò)顯示器212呈現(xiàn)給用戶(hù)。實(shí)施余弦切趾波束的問(wèn)題之一在于組合換能器元件信號(hào)(例如，在圖5A的組合器54處)。余弦函數(shù)在-I與+1之間振蕩。因此，當(dāng)執(zhí)行加權(quán)與求和時(shí)，一個(gè)換能器元件信號(hào)(通道)可以是-1，而另一個(gè)換能器元件信號(hào)(通道)可以是+1，由此存在一個(gè)通道會(huì)與其它通道對(duì)消的可能性。與使用余弦函數(shù)相關(guān)聯(lián)的每一通道的正負(fù)值可能在波束成形中引起延遲與求和過(guò)程的對(duì)消，從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍限制。此外，由于余弦函數(shù)是從-I到+1且因此穿過(guò)零，所以某些換能器元件將會(huì)接收到極小的信號(hào)。為了克服這個(gè)問(wèn)題，圖像處理系統(tǒng)的前端電路(例如，前端電路的A/D轉(zhuǎn)換器)可能需要具有極寬動(dòng)態(tài)范圍。與使用余弦切趾相關(guān)聯(lián)的上述問(wèn)題在圖5B的實(shí)施方案中得以避免，在圖5B中，通過(guò)波束成形器213形成升余弦切趾波束(例如，漢寧波束)。因此，并不是使用波束成形器來(lái)直接形成余弦切趾波束，圖5B的實(shí)施方案操作以除了形成用于DR波束合成的辛克波束之外，還形成升余弦切趾波束(例如，漢寧波束)。此后，可以通過(guò)取第一樣本波束(此處為辛克波束)與升余弦切趾波束的信號(hào)之間的差來(lái)計(jì)算用于上述DR波束合成的第二或輔助樣本波束信號(hào)。因此，在圖5B的實(shí)施方案中，將被適當(dāng)延遲的換能器元件信號(hào)在組合器55進(jìn)行組合，以提供辛克波束信號(hào)作為上述第一樣本波束信號(hào)。將在升余弦函數(shù)中加權(quán)的換能器元件信號(hào)在組合器54進(jìn)行組合，以提供升余弦切趾波束信號(hào)。在前端形成這種升余弦切趾波束的優(yōu)點(diǎn)在于組合器54僅需要處理正信號(hào)，從而進(jìn)一步抑制噪聲。在超聲成像中，通常結(jié)合可變孔徑實(shí)施動(dòng)態(tài)聚焦。換句話(huà)說(shuō)，不同孔徑大小用于在不同深度形成波束。一般來(lái)說(shuō)，優(yōu)選地隨著深度增加而增加孔徑大小，以維持圖像中各個(gè)深度處的分辨率?？梢允褂镁哂须S深度而變化的不同大小的孔徑形成辛克波束和余弦切趾波束。由于在波束成形器中實(shí)施的通道數(shù)量通常有限，所以用于波束成形的孔徑大小在某一深度停止增大，此時(shí)利用了可用于波束成形的所有通道。從這個(gè)特定深度開(kāi)始，所有接收通道用于以恒定孔徑形成波束。
在產(chǎn)生例如升余弦波束信號(hào)時(shí)，圖5B中所不實(shí)施方案的放大器51-1到51-N的輸入表示來(lái)自換能器的特定換能器元件的信號(hào)。對(duì)于N通道波束成形器來(lái)說(shuō)，最大孔徑包括N個(gè)換能器元件以形成具有N個(gè)通道的波束。當(dāng)孔徑隨深度而變化時(shí)，某些計(jì)算可能僅需要使用換能器元件的子集(例如，可以針對(duì)選定換能器元件或選定孔徑計(jì)算用于各個(gè)深度的升余弦函數(shù))。在優(yōu)選實(shí)施方案中，對(duì)于每一升余弦函數(shù)計(jì)算來(lái)說(shuō)，實(shí)施方案的系統(tǒng)尋求最好的加權(quán)集合(例如，用于元件51-1到52-N和元件53-1到53-N中的適當(dāng)元件的設(shè)置)，以使用兩個(gè)樣本波束實(shí)現(xiàn)最好的DR波束。在信號(hào)由圖5B的組合器54和55組合之后，所得波束信號(hào)自身由組合器57組合，從而在所示實(shí)施方案中提供減法組合，以提供第二或輔助樣本波束(此處為余弦切趾波束)以供用于根據(jù)實(shí)施方案的DR波束合成中。從以上論述應(yīng)了解，如最初由組合器54產(chǎn)生的升余弦或漢寧波束可以是來(lái)自特定情形(例如，在實(shí)施方案中，參數(shù)a = I的情況)下的DR波束合成處理的所得波束。因此，并非從第一樣本波束和第二或輔助樣本波束重新產(chǎn)生升余弦切趾波束，而是實(shí)施方案可以利用最初由組合器54產(chǎn)生的升余弦切趾波束。因此，組合器54的輸出被示為連接到DR/IDR/XDR波束合成處理器214，以除了第一樣本波束(辛克波束)和第二樣本波束(余弦切趾波束)之外，還將升余弦切趾波束信號(hào)提供給DR/IDR/XDR波束合成處理器214。辛克波束信號(hào)和余弦切趾波束信號(hào)提供給所示實(shí)施方案的DR/IDR/XDR波束合成處理器214，以用于如本文所述的動(dòng)態(tài)分辨率波束信號(hào)合成。因此，圖5B實(shí)施方案的DR/IDR/XDR波束合成處理器214可以如上文關(guān)于圖5A所述來(lái)配置。如同上述圖5A的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，如果需要，那么可以在DR波束合成處理之前、同時(shí)或之后提供波束信號(hào)調(diào)節(jié)和/或處理。舉例來(lái)說(shuō)，在圖5B的實(shí)施方案中，DR/IDRXDR波束合成處理器214在RF范圍內(nèi)操作(也就是說(shuō)，信號(hào)被組合為RF信號(hào))，且所示實(shí)施方案的所合成的動(dòng)態(tài)分辨率波束信號(hào)被提供給正交帶通濾波器56以用于信號(hào)調(diào)節(jié)。額外或替代波束信號(hào)調(diào)節(jié)可以包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(例如，本文使用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)合成DR波束)、放大、噪聲消除，等等。如同圖5A的實(shí)施方案，由圖5B實(shí)施方案的DR-XDR處理器214合成的DR波束信號(hào)被提供給提供圖像產(chǎn)生的電路。具體來(lái)說(shuō)，所示實(shí)施方案的所合成的DR波束信號(hào)被提供給檢測(cè)和壓縮電路59，以便去除信號(hào)的相位并提供信號(hào)量值的映射以用于掃描轉(zhuǎn)換。所示實(shí)施方案的掃描轉(zhuǎn)換器501將信號(hào)的量值從獲取空間變換到顯示空間，以通過(guò)顯示器212呈現(xiàn)給用戶(hù)。圖6示出動(dòng)態(tài)分辨率波束合成過(guò)程的實(shí)施方案的細(xì)節(jié)，所述過(guò)程可以由圖5A和圖5B的DR/IDR/XDR波束合成處理器214提供，以用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本文概念的掃描波束的旁瓣降低。具體地說(shuō)，在圖6所示的實(shí)施方案中，展示于上部點(diǎn)線(xiàn)上方的處理提供對(duì)應(yīng)于圖5A的DR處理511的操作的DR波束合成，展示于上部點(diǎn)線(xiàn)與下部點(diǎn)線(xiàn)之間的處理提供對(duì)應(yīng)于圖5A的IDR處理512的操作的IDR波束合成，且展示于下部點(diǎn)線(xiàn)下方的處理提供對(duì)應(yīng)于圖5A的XDR處理513的操作的XDR波束合成。在實(shí)施方案的DR/IDR/XDR波束合成處理器214的DR處理511的操作中，第一樣本波束信號(hào)和第二或輔助樣本波束信號(hào)優(yōu)選地使用參數(shù)a進(jìn)行加權(quán)，并被組合以合成DR波束信號(hào)。因此，在處理601處，獲取第一樣本波束(例如，辛克波束)，其具有針對(duì)正掃描對(duì)象(例如，組織區(qū)域)的掃描區(qū)域(例如，每一觀(guān)看方向)中的每一樣本點(diǎn)形成的主瓣
601-1和旁瓣601-4。另外，獲取第二或輔助樣本波束(例如，余弦切趾波束)，其具有針對(duì)在正被成像的體積的掃描區(qū)域中的每一樣本點(diǎn)形成的主瓣601-2和旁瓣601-3。在根據(jù)實(shí)施方案的處理601的操作中，針對(duì)每一樣本使用上述辛克和余弦切趾波束獲取第一樣本波
束信號(hào)(包含主瓣信號(hào)分量和旁瓣信號(hào)分量]^ )和第二或輔助波束信號(hào)A。所示實(shí)施方案的第一樣本波束信號(hào)f和第二或輔助波束信號(hào)^輸入到處理62中，
處理62計(jì)算參數(shù)a以將其用于對(duì)樣本波束進(jìn)行加權(quán)組合。如上所述，參數(shù)a是實(shí)施方案的DR波束合成處理中的旁瓣消除參數(shù)，且用于從樣本波束(例如，辛克和余弦切趾波束)合成DR波束。在替代實(shí)施方案中，可以忽略參數(shù)a的計(jì)算，且因此，如由虛線(xiàn)610所示，處理流程可以直接進(jìn)行到處理602。以下向量分析有助于理解可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案使用的處理62中的參數(shù)a的計(jì)算。上述第一樣本波束(例如，辛克波束)信號(hào)可以分解成兩個(gè)分量，使得
單位向量定義主瓣的觀(guān)看方向，其中且單位向量
EchoMainlobe Sidelobe—uM
~dUm,Uus
定義旁瓣的觀(guān)看方向，其中上述第二或輔助樣本波束(例如，余弦切趾波束)
IuS
O
信號(hào)4可以由^ = ^義表示。當(dāng)?shù)诙蜉o助樣本波束(例如，余弦切趾波束)與第一樣
Ic
本波束(例如，辛克波束)的旁瓣對(duì)準(zhǔn)時(shí)，第二或輔助(例如，余弦切趾)波束的單位向量\將與具有相反相位的第一樣本波束(例如，辛克波束)的芳瓣分量的單位向量對(duì)準(zhǔn)。也就是說(shuō)
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 使用具有第一主瓣和一個(gè)或多個(gè)旁瓣的第一樣本波束獲得第一信號(hào)； 使用具有第二主瓣和一個(gè)或多個(gè)旁瓣的第二樣本波束獲得第二信號(hào)，其中所述第一主瓣的形狀實(shí)質(zhì)上與所述第二主瓣的形狀不同；以及 使用所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)以及加權(quán)因子合成所需波束以提供第三信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中同時(shí)獲得所述第一樣本波束與所述第二樣本波束。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一樣本波束包括未切趾波束，并且所述第二樣本波束包括切趾波束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一樣本波束包括辛克波束(sinebeam)，并且所述第二樣本波束包括余弦切趾波束。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中選擇所述第一主瓣的所述形狀與所述第二主瓣的所述形狀，以使所述第一主瓣和所述第二主瓣中一個(gè)主瓣的峰值與所述第一主瓣和所述第二主瓣中另一個(gè)主瓣的無(wú)訊區(qū)并置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括 選擇所述加權(quán)因子以提供與所述第一樣本波束和所述第二樣本波束相比具有一個(gè)或多個(gè)降低旁瓣的所述合成所需波束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述選擇所述加權(quán)因子進(jìn)一步包括 選擇所述加權(quán)因子以與所述第一樣本波束相比在所述合成所需波束的所述降低旁瓣與增加的主瓣寬度之間提供可接受平衡。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中選擇所述加權(quán)因子包括 將所述加權(quán)因子的值的選擇限制在O與I之間包含O和I的值范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述選擇所述加權(quán)因子進(jìn)一步包括 當(dāng)所述第一信號(hào)與所述第二信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)內(nèi)的雜波高時(shí)，為所述加權(quán)因子選擇所述范圍中的高值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述選擇所述加權(quán)因子包括 當(dāng)所述第一信號(hào)與所述第二信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)內(nèi)的雜波低時(shí)，為所述加權(quán)因子選擇所述范圍中的低值。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述獲得第一信號(hào)、獲得第二信號(hào)和合成所需波束重復(fù)多個(gè)循環(huán)；以及在所述多個(gè)循環(huán)的各循環(huán)間動(dòng)態(tài)地改變所述加權(quán)因子，從而選擇所述加權(quán)因子以在所述多個(gè)循環(huán)的每一循環(huán)的所述合成所需波束的降低旁瓣與增加主瓣之間提供可接受平衡。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述獲得所述第一信號(hào)和獲得所述第二信號(hào)包括 聲穿透對(duì)象；以及 在超聲系統(tǒng)的換能器處接收傳回的超聲信號(hào)。
13.—種方法,包括 將波束信號(hào)分段成主瓣分量和旁瓣分量； 獨(dú)立地處理所述主瓣分量和所述旁瓣分量中的至少一個(gè)分量；以及重新組合被獨(dú)立處理的所述主瓣分量與所述旁瓣分量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述獨(dú)立地處理所述主瓣分量和所述旁瓣分量中的至少一個(gè)分量包括 與所述主瓣分量和所述旁瓣分量中的另一個(gè)分量不同地加權(quán)所述主瓣分量和所述旁瓣分量中的所述至少一個(gè)分量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述不同地加權(quán)所述主瓣分量和所述旁瓣分量中的所述至少一個(gè)分量包括 加權(quán)所述旁瓣分量以使其具有比所述主瓣分量的權(quán)重小的權(quán)重，以進(jìn)行所述重新組入口 o
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述重新組合所述主瓣分量與所述旁瓣分量包括 組合非空旁瓣分量與所述主瓣分量。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述重新組合所述主瓣分量與所述旁瓣分量提供合成具有所需形狀和幾何特性的波束。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述合成波束的所述所需形狀和幾何特性包括比所述被分段波束尖銳的主瓣和旁瓣，所述主瓣和旁瓣適于提供主瓣分辨率與旁瓣水平之間的平衡以改善圖像質(zhì)量。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述分段、獨(dú)立地處理和重新組合重復(fù)多個(gè)循環(huán)，以?xún)?yōu)化使用來(lái)自所述重新組合的主瓣分量與旁瓣分量的信號(hào)所產(chǎn)生的圖像中的細(xì)節(jié)分辨率和對(duì)比度分辨率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多個(gè)循環(huán)包括多個(gè)觀(guān)看方向。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中通過(guò)合成波束技術(shù)提供分段成所述主瓣分量和所述旁瓣分量的所述波束信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述合成波束技術(shù)包括 使用具有第一主瓣和一個(gè)或多個(gè)旁瓣的第一樣本波束獲得第一信號(hào)； 使用具有第二主瓣和一個(gè)或多個(gè)旁瓣的第二樣本波束獲得第二信號(hào)，其中所述第一主瓣的形狀實(shí)質(zhì)上與所述第二主瓣的形狀不同；以及 使用所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)以及加權(quán)因子合成波束以提供所述波束信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第一樣本波束包括未切趾波束，并且所述第二樣本波束包括切趾波束。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第一樣本波束包括辛克波束，并且所述第二樣本波束包括余弦切趾波束。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括 選擇所述加權(quán)因子以提供與所述第一樣本波束和所述第二樣本波束相比具有一個(gè)或多個(gè)降低旁瓣的所述合成波束。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述選擇所述加權(quán)因子進(jìn)一步包括 選擇所述加權(quán)因子以與所述第一樣本波束相比在所述合成波束的所述降低旁瓣與增加的主瓣寬度之間提供可接受平衡。
27.—種方法,包括將波束信號(hào)分段成主瓣分量和旁瓣分量； 將波束銳化函數(shù)應(yīng)用到所述主瓣分量；以及 在將所述波束銳化函數(shù)應(yīng)用到所述主瓣分量之后，重新組合所述主瓣分量與所述旁瓣分量。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述波束銳化函數(shù)包括 從所述主瓣分量減去樣本波束信號(hào)的被加權(quán)分量。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述減去所述樣本波束信號(hào)的所述被加權(quán)分量包括 取所述樣本波束信號(hào)的所述被加權(quán)分量與所述主瓣中的最小者。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述減去所述樣本波束信號(hào)的所述被加權(quán)分量包括 迭代地從所述主瓣分量減去不同加權(quán)的樣本波束分量。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述樣本波束的所述被加權(quán)分量包括被加權(quán)主瓣分量。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述樣本波束包括由切趾波束提供的信號(hào)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述切趾波束包括切趾余弦波束。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述重新組合所述主瓣分量與所述旁瓣分量包括 組合非空旁瓣分量與所述主瓣分量。
35.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中通過(guò)合成波束技術(shù)提供分段成所述主瓣分量和所述旁瓣分量的所述波束信號(hào)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述合成波束技術(shù)包括 將第一波束信號(hào)分段成主瓣分量和旁瓣分量； 獨(dú)立地處理所述主瓣分量和所述旁瓣分量中的至少一個(gè)分量；以及 重新組合被獨(dú)立處理的所述主瓣分量與所述旁瓣分量。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述獨(dú)立處理所述主瓣分量與所述旁瓣分量中的至少一個(gè)分量包括 與所述主瓣分量和所述旁瓣分量中的另一個(gè)分量不同地加權(quán)所述主瓣分量和所述旁瓣分量中的所述至少一個(gè)分量。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述不同地加權(quán)所述主瓣分量與所述旁瓣分量中的所述至少一個(gè)分量包括 加權(quán)所述旁瓣分量以使其具有比所述主瓣分量的權(quán)重小的權(quán)重，以進(jìn)行所述重新組合。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述合成波束技術(shù)包括 使用具有第一主瓣和一個(gè)或多個(gè)旁瓣的第一樣本波束獲得第一信號(hào)； 使用具有第二主瓣和一個(gè)或多個(gè)旁瓣的第二樣本波束獲得第二信號(hào)，其中所述第一主瓣的形狀實(shí)質(zhì)上與所述第二主瓣的形狀不同；以及 使用所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)以及加權(quán)因子合成波束以提供所述波束信號(hào)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述第一樣本波束包括未切趾波束，并且所述第二樣本波束包括切趾波束。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述第一樣本波束包括辛克波束，并且所述第二樣本波束包括余弦切趾波束。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，進(jìn)一步包括 選擇所述加權(quán)因子以提供與所述第一樣本波束和所述第二樣本波束相比具有一個(gè)或多個(gè)降低的旁瓣的所述合成波束。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中所述選擇所述加權(quán)因子進(jìn)一步包括 選擇所述加權(quán)因子以與所述第一樣本波束相比在所述合成波束的所述降低的旁瓣與增加的主瓣寬度之間提供可接受平衡。
全文摘要
本發(fā)明展示通過(guò)旁瓣降低和/或主瓣銳化來(lái)增強(qiáng)波束。各個(gè)實(shí)施方案利用動(dòng)態(tài)分辨率、改善型動(dòng)態(tài)分辨率和/或增強(qiáng)型動(dòng)態(tài)分辨率技術(shù)來(lái)合成具有所需屬性的波束，例如用于超聲波成像的超聲波束。各個(gè)實(shí)施方案同時(shí)針對(duì)每一樣本形成第一樣本波束和第二或輔助樣本波束，以合成增強(qiáng)型掃描波束。根據(jù)本文的動(dòng)態(tài)分辨率技術(shù)，可以根據(jù)所述兩個(gè)樣本波束的總和來(lái)形成新波束。各個(gè)實(shí)施方案的所合成動(dòng)態(tài)分辨率波束具有降低的旁瓣和相對(duì)極小或相對(duì)不展開(kāi)的主瓣?？梢詰?yīng)用增強(qiáng)型動(dòng)態(tài)分辨率波束銳化函數(shù)來(lái)提供進(jìn)一步增強(qiáng)的波束，以便進(jìn)一步窄化所述主瓣。
文檔編號(hào)A61B8/14GK102753104SQ201080060936
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者J·J·黃 申請(qǐng)人:索諾賽特公司