專利名稱：自適應超聲成像系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及超聲系統(tǒng)，更明確地說，涉及控制用于超聲系統(tǒng)中的自適應波束形成器系統(tǒng)的系統(tǒng)及方法。
背景技術：
超聲系統(tǒng)包括換能器元件陣列，用于將超聲能量發(fā)送到成像對象內(nèi)。換能器陣列發(fā)送超聲能量并接收來自成像對象的反向散射的超聲信號，以便建立并顯示圖像。處理所述反向散射信號以便建立并顯示圖像。
通常，超聲系統(tǒng)包括用來發(fā)送超聲能量束的發(fā)送波束形成器。超聲系統(tǒng)還包括發(fā)送指令數(shù)據(jù)給波束形成系統(tǒng)以便建立所需形狀的波束的控制處理器。同樣，接收波束形成系統(tǒng)依照來自控制處理器的指令執(zhí)行時間延遲以及聚焦操作，以建立接收到的波束信號。然后處理接收到的波束信號以便產(chǎn)生超聲圖像。
上述超聲成像系統(tǒng)假定在傳播超聲脈沖的媒體中存在已知的恒定的聲速。如果聲速不是恒定的，那么，發(fā)送自陣列中某些元件的聲脈沖就會比預期的較早或較遲到達期望的焦點，從而無法正確地與其它脈沖組合。結(jié)果是，無法將凈發(fā)送波最佳聚焦。同樣，在接收端，陣列中每個元件上的信號也無法在求和前得到最佳時間延遲，從而使得接收聚焦的質(zhì)量下降。如果能夠測量或估算與假定的傳播時間的偏差，就可以通過對實際的時間延遲偏差進行修正而改進超聲圖像的質(zhì)量。這樣的成像系統(tǒng)被認為包含”自適應”波束形成系統(tǒng)，以便將其與具有固定的和預定的時間延遲的波束形成系統(tǒng)區(qū)分開來。
修正錯誤接收波束信號的一種方法是對一幀中聲傳輸線測量到達時間誤差并將測量到的誤差加到下一幀的同一聲傳輸線。這樣的方法當換能器快速移動時并不一定完全準確，因為通常到達時間誤差隨著換能器與成像對象之間的相對位置而變化。另外，任何自適應波束形成系統(tǒng)都有可能產(chǎn)生圖像失真或在某些情況下以其它方式使圖像質(zhì)量下降。
因此人們希望設計某種用于超聲系統(tǒng)的自適應波束形成系統(tǒng)，其中，可以相應地中止或啟動所述自適應波束形成系統(tǒng)。人們還希望向使用超聲系統(tǒng)的用戶顯示波束形成器系統(tǒng)的狀態(tài)，并且還希望允許操作者在需要時將波束形成器系統(tǒng)復位到默認時間延遲。

發(fā)明內(nèi)容
簡單地說，依照本發(fā)明的一個方面，提供一種控制超聲系統(tǒng)的方法。所述方法包括估算換能器元件陣列與成像對象之間的相對移動；以及響應對相對移動的估算而控制自適應波束形成器系統(tǒng)。
依照本發(fā)明的另一個方面，提供一種自動控制的超聲系統(tǒng)。所述超聲系統(tǒng)包括配置成產(chǎn)生超聲波束的自適應波束形成器系統(tǒng)；以及連接到所述自適應波束形成器系統(tǒng)并配置成向成像對象發(fā)送超聲波束并從成像對象接收反射信號的換能器元件陣列。所述超聲系統(tǒng)還包括配置成用于估算換能器元件陣列與成像對象之間的相對移動并響應該相對移動而控制自適應波束形成器系統(tǒng)的處理系統(tǒng)。


當參照附圖閱讀了以下的詳細說明之后，本發(fā)明的這些以及其它特征、方面和優(yōu)點將會被更好地理解，附圖中相似的字符表示相似的零件，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個方面實現(xiàn)的示范的超聲系統(tǒng)的實施例；
圖2是說明可以用來控制自適應波束形成器的一種方法的流程圖；圖3是說明對連續(xù)的各圖像幀計算的總絕對差值的圖表；以及圖4是說明被分成多個矩形塊的示范的圖像幀的示意圖。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個方面實現(xiàn)的超聲系統(tǒng)10的實施例的方框圖。所述超聲系統(tǒng)包括采集子系統(tǒng)12以及處理子系統(tǒng)14。采集子系統(tǒng)12包括換能器元件陣列18(換能器陣列)、發(fā)送/接收轉(zhuǎn)換電路20、發(fā)射器22、接收器24和波束形成器26。處理子系統(tǒng)14包括控制處理器28、解調(diào)器30、成像模式處理器32、掃描轉(zhuǎn)換器34和顯示處理器36。顯示處理器還連接到用于顯示圖像的監(jiān)視器。用戶界面40與控制處理器以及顯示監(jiān)視器相互配合?？刂铺幚砥鬟€可以連接到包括萬維網(wǎng)服務器44以及遠程連接接口46的遠程連接子系統(tǒng)42。處理子系統(tǒng)還可以連接到數(shù)據(jù)倉庫48以便接收超聲圖像數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)倉庫與圖像工作站50相互配合。
如在文中所使用的，”配置成”以及類似的說法指的是元件之間機械或結(jié)構(gòu)的連接，使得元件能夠協(xié)力工作以完成所描述的功能；這些術語也指電氣元件的操作能力，如模擬或數(shù)字計算機或?qū)Ｓ闷骷?如專用集成電路ASIC)的被編程控制以完成提供響應輸入端信號而產(chǎn)生輸出端結(jié)果的操作能力。
所述體系結(jié)構(gòu)和模塊可以是專門的硬件元件，如具有數(shù)字信號處理器的電路板，也可以是在通用計算機或處理器上運行的軟件，如在作為商品的、現(xiàn)貨供應的個人計算機上運行的軟件。各種不同的體系結(jié)構(gòu)和模塊可以根據(jù)本發(fā)明的不同實施例結(jié)合在一起或單獨使用。
在采集子系統(tǒng)10中，換能器陣列18與成像對象16相接觸。換能器16連接到發(fā)送/接收(T/R)轉(zhuǎn)換電路20。所述T/R轉(zhuǎn)換電路20連接到發(fā)射器22的輸出端和接收器24的輸入端。接收器24的輸出端為自適應波束形成器26的輸入端。自適應波束形成器26還連接到發(fā)射器22的輸入端以及解調(diào)器30的輸入端。自適應波束形成器還如圖所示連接到控制處理器。
在處理子系統(tǒng)14中，解調(diào)器30的輸出端連接到成像模式處理器32的輸入端?？刂铺幚砥鬟B接到成像模式處理器32、掃描轉(zhuǎn)換器34和顯示處理器36。成像模式處理器32的輸出端連接到掃描轉(zhuǎn)換器34的輸入端。掃描轉(zhuǎn)換器34的輸出端連接到顯示處理器36的輸入端。顯示處理器36的輸出端連接到監(jiān)視器38。
超聲系統(tǒng)10發(fā)送超聲能量到成像對象16內(nèi)，并接收及處理來自所述對象的反向散射的超聲信號，以建立并顯示圖像。為了產(chǎn)生超聲能量的發(fā)送波束，控制處理器28發(fā)出命令數(shù)據(jù)給自適應波束形成器26以產(chǎn)生發(fā)送參數(shù)而建立從換能器陣列18表面的某點以所需的導向角產(chǎn)生的所需形狀的波束。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，自適應波束形成器26配置成根據(jù)換能器與成像對象之間的相對移動而被啟動(或接通)或被中止(或斷開)?？刂铺幚砥髋渲贸僧斚鄬σ苿有∮谀硞€閾值時發(fā)送命令數(shù)據(jù)以啟動自適應波束形成系統(tǒng)。同樣地，如果相對移動大于所述閾值，那么，控制處理器配置成中止自適應波束形成器。
在另一個實施例中，自適應波束形成器26配置成根據(jù)換能器與成像對象之間的接觸狀態(tài)而被啟動或中止。將根據(jù)圖2更詳細地說明控制所述自適應波束形成器的方式。
在更具體的實施例中，自適應波束形成器包括波束形成通道與換能器元件之間的可配置連接，以便在每條聲傳輸線采集時支持不同換能器孔徑尺寸。所述自適應波束形成器系統(tǒng)包括波束形成通道與換能器元件之間并配置成在啟動狀態(tài)下支持第一換能器孔徑尺寸的第一多個連接。所述第一孔徑配置成用于對超聲波前進行高空間采樣。
自適應波束形成器系統(tǒng)還包括波束形成通道與換能器元件之間并配置成在所述自適應波束形成器系統(tǒng)的中止狀態(tài)期間支持第二孔徑尺寸的第二多個連接。所述第二孔徑尺寸配置成用于高聚焦分辨率。
在一個實施例中，第一多個連接由1.75D或2D連接拓撲構(gòu)成。在另一個實施例中，第二多個連接由1D連接拓撲構(gòu)成。在另一個可供選擇的實施例中，第二多個連接由1.5D連接拓撲構(gòu)成。
繼續(xù)參照圖1，從自適應波束形成器26向發(fā)射器22發(fā)送所述發(fā)送參數(shù)。發(fā)射器利用發(fā)送參數(shù)來適當?shù)匮舆t通過T/R轉(zhuǎn)換電路20發(fā)送給換能器陣列18的發(fā)送信號。各發(fā)送信號被設定在某個電平以及相互之間相對的時間延遲，并被提供給換能器18的各個換能器元件。所述發(fā)送信號激勵換能器元件以便發(fā)射具有同樣時間延遲和電平關系的超聲波。結(jié)果是，當換能器18通過例如超聲膠而在聲學上連接到所述對象時，在掃描平面內(nèi)沿著掃描線在對象中形成發(fā)送的超聲能量束。所述過程被稱為電子掃描。
通常，換能器18是雙向換能器。當超聲波被發(fā)送到對象內(nèi)部時，超聲波被從結(jié)構(gòu)中的組織和血液樣品反向散射。換能器18在不同的時間接收所述反向散射回的波，所述時間取決于它們在組織內(nèi)部返回的距離以及相對于它們在其上返回的換能器陣列18表面的角度。所述換能器元件將來自反向散射波的超聲能量轉(zhuǎn)換成電信號。
接收到的電信號被通過T/R轉(zhuǎn)換電路20發(fā)送到接收器24。接收器24將接收到的信號放大并數(shù)字化并且提供其它的諸如增益補償?shù)裙δ?。?shù)字化的接收到的信號對應于由每個換能器元件在不同時間接收到的反向散射波并保留了反向散射波的幅度和時間延遲信息。
數(shù)字化的接收到的信號被發(fā)送到自適應波束形成器26。控制處理器28發(fā)送命令數(shù)據(jù)給自適應波束形成器26。自適應波束形成器26利用這些命令數(shù)據(jù)以通常對應于先前沿掃描線發(fā)送的超聲波束的位置和導向角的導向角，形成源自換能器18表面某點的接收波束。自適應波束形成器26通過依照來自控制處理器28的命令數(shù)據(jù)的指令進行時間延遲及聚焦來對適當接收到的信號產(chǎn)生影響，以便建立對應于對象中沿掃描平面某一掃描線的樣品體積(sample volume)的接收到的波束信號。來自不同換能器元件的接收到的信號的幅度和時間延遲被用來建立接收到的波束信號。
這樣，自適應波束形成器配置成把一組時間延遲加到發(fā)送和接收信號上并估算所述接收信號在施加了波束形成時間延遲之后的相對到達時間誤差。另外，自適應波束形成器配置成修改所述發(fā)送和接收波束形成時間延遲并將到達時間誤差估計用于下一個發(fā)送事件。當自適應波束形成器系統(tǒng)被中止時，則產(chǎn)生默認的、未校正的圖像。
接收到的波束信號被發(fā)送到處理子系統(tǒng)14。解調(diào)器30將接收到的波束信號解調(diào)以建立對應于掃描平面內(nèi)的樣品體積的I與Q解調(diào)數(shù)據(jù)值對。
解調(diào)數(shù)據(jù)被傳送到成像模式處理器32。成像模式處理器32利用參數(shù)估計技術從掃描序列格式的解調(diào)數(shù)據(jù)產(chǎn)生成像參數(shù)值。成像參數(shù)可以包括對應于各種可能的成像模式的參數(shù)，如B模式、色彩速度模式、頻譜多普勒模式和組織速度成像模式。成像參數(shù)值被發(fā)送到掃描轉(zhuǎn)換器34。掃描轉(zhuǎn)換器34通過將掃描序列格式轉(zhuǎn)換為顯示格式來處理這些參數(shù)數(shù)據(jù)。所述轉(zhuǎn)換過程包括對參數(shù)數(shù)據(jù)進行插值運算，以便建立顯示格式的顯示象素數(shù)據(jù)。
經(jīng)掃描轉(zhuǎn)換得到的象素數(shù)據(jù)被發(fā)送到顯示處理器36以對經(jīng)掃描轉(zhuǎn)換得到的象素數(shù)據(jù)進行任何最終的空間或時間濾波，給經(jīng)掃描轉(zhuǎn)換得到的象素數(shù)據(jù)施加灰度或色彩，并將數(shù)字象素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)以供在監(jiān)視器38上顯示。用戶界面40根據(jù)在監(jiān)視器38上顯示的數(shù)據(jù)與控制處理器28配合。用戶界面40還配置成在監(jiān)視器38上向使用超聲系統(tǒng)的用戶提供自適應波束形成器系統(tǒng)工作狀態(tài)的指示項。所述指示項向用戶顯示自適應波束形成器26是被啟動還是被中止。向用戶提供的所述指示項包括視覺標記或聽覺信號或兩者的結(jié)合。
如上所述，根據(jù)換能器與成像對象之間的相對移動來啟動或中止自適應波束形成器26。一種確定換能器與成像對象之間的相對移動的方法是觀察在成像對象18的圖像幀序列中的像素值。
在圖像的每個位置上的像素值通常因為相對移動而在每一幀內(nèi)會有變化。例如圖像圖案可以以橫跨像素單位(unit)的形式移動，或者以范圍的形式，或者以方位角的形式，或者以其它組合的形式。像素方位角的轉(zhuǎn)換大致發(fā)生在例如當操作人員將換能器在與超聲掃描相同的平面內(nèi)橫過成像對象的皮膚移動時。同樣地，像素范圍的轉(zhuǎn)換大致可發(fā)生在例如當成像對象的呼吸移動他或她的隔膜以及相連的肝臟時。另一個變化發(fā)生在換能器被移動到垂直于掃描平面，即，在正視圖的方向或當換能器旋轉(zhuǎn)時。在這樣的情形下，圖像的像素值將不會被轉(zhuǎn)換，而將代之以緩慢變化。
然而在以上每一種情況下，如果與聲波幀速率相比所述移動較慢，那么特定像素的值將傾向于在每一幀之間緩慢變化，即互相相關。影響特定像素的成像對象位于設置在相對于換能器的固定位置的容積內(nèi)。所述容積的尺寸大致等于方位角的波束寬度、仰角波束寬度和脈沖長。在每一幀中，當換能器移動時，成像對象的一部分移動到所述容積范圍內(nèi)，而成像對象的另一部分移出所述容積范圍。如果換能器緩慢移動，那么，在每個后續(xù)的幀中，所述容積的很小部分會不同，于是在每個后續(xù)的幀中，像素值的變化將會很少。換能器移動得越快，成像對象在所述容積中被更換的部分也越大，平均起來特定的像素值改變得也越多，直到某個速度點所有容積內(nèi)的成像對象在每一幀中全部被替換。在這一點，像素值在相鄰的幀中將不相關。對于在方位角方向上的大約每幀一方位角波束寬度的移動，相鄰幀的像素值便不相關。同樣地，在每個聲波幀的大約仰角波束寬度的仰角方向的位移的情況下，或者在每幀的大約脈沖寬度的范圍方向上的位移的情況下，像素值便不再相關。
對相對移動度量的估算方法將在下面參考圖2做更詳盡的說明。圖2是說明控制超聲系統(tǒng)10中某種自適應波束形成器26的方法的流程圖。每個步驟將在下面詳細說明。
在步驟52中，產(chǎn)生了成像對象的多個圖像幀。圖像幀包括多個像素，并且每個像素都具有其對應的像素值。
在步驟54中，發(fā)生換能器與成像對象之間的相對移動，并且確定所述圖像幀中的相應的位移。在一個實施例中，通過比較至少一個像素在第一幀的像素值與所述像素在至少一個后續(xù)圖像幀的像素值來確定所述位移。在更具體的實施例中，第一圖像幀與后續(xù)的圖像幀是相鄰的。
在步驟56，通過計算總絕對差值來確定所述位移。所述總絕對差值(SAD)包括至少一個像素在一對相鄰的圖像幀中像素值的差的絕對值的和。在更具體的實施例中，將所述總絕對差值歸一化，使得SAD值處在0與近似1之間。
在步驟58，將估算的相對移動與閾值相比較。如果相對移動小于所述閾值，那么自適應波束形成器系統(tǒng)將會如在步驟60中所示的那樣被啟動。如果相對移動超過了所述閾值，那么自適應波束形成器系統(tǒng)將會如在步驟62中所示的那樣被中止。
參照圖2中的步驟56，所述總絕對差值是在相繼的幀中像素值的差的絕對值(對于一組像素位置)之和。所述SAD值基于以下方程進行計算。
Sj=∑i=1N|pj[i]-pj-1[i]|]]>方程(1)在上面的方程中，Sj為第j幀圖像的SAD值，pj[i]為在第j幀中的第i個像素值，pj-1[i]為在第j-1幀中的第i個像素值，而求和是對圖像中一組N個像素值進行的。
根據(jù)上面所討論的，由方程1定義的所述SAD值當圖像的位移較小時往往是小的，而當圖像的位移增大時往往增大。所述SAD值會隨著圖像的位移不斷增大而增大，直到位移大到使相鄰幀圖像的像素值不相關。當SAD值飽和時的位移大約等于分辨容積的相應尺寸。因此，應用關于相對移動的上限，而可以利用方程1來判別所述上限。在許多情形下，上限比預期的要低。
可以通過對每一圖像幀的像素值進行低通濾波來增加SAD值飽和時的位移。所述濾波處理導致每一圖像幀中的像素值的相關長度增加，并因此增加SAD值飽和時的相對位移。對圖像幀進行濾波的一種方法是對圖像幀中的像素進行”塊平均”。如在圖4中的塊68中所示，將每個塊中的像素值加在一起。把一組總像素值被當作一組新的、較小的一組像素值來處理，以便計算SAD值。濾波后的SAD值將會在位移大約等于塊長度時飽和，而可以使所述塊長度遠遠大于像素體積的尺寸。因此，利用低通濾波來增加SAD值飽和時的相對移動。
在一個實施例中，可以利用為各對連續(xù)圖像幀計算的SAD值來估算所述相對移動。圖像的某個區(qū)域被分成NBlock塊互相不重疊的塊，每塊包括M個像素。圖4展示了某個樣板圖像幀66，包括16個不重疊的塊，每塊包括9個像素。例如，塊68包括像素70-78。
每塊中的M個像素值被加在一起以構(gòu)成Nblock塊的和，即BiBi=∑j=1MPiji=1,NBlock]]>方程(2)根據(jù)方程(2)，可以通過如下所示的方程式來計算第k個圖像幀的歸一化的塊平均SAD值。
SADk=1NBlockσ(k)∑i=1NBlock|Bi(k)-Bik-1|]]>方程(3)其中Bi(k)為圖像幀k的第i個塊和，Bi(k-1)為圖像幀k-1的第i個塊和，而σ(k)為圖像幀k的塊和的標準差。
塊和的標準差有以下方程定義。
σ=1NBlock∑i=1NBlockBi2-(1NBlock∑i=1NBlockBi)2]]>方程(4)如方程(3)及(4)中所示的利用標準差的歸一化過程使得不相關的圖像的SAD值大約為1。還可以指出，當某對圖像完全一致時SAD值為零，并且SAD值為非負值。
作為范例，設想通過將單個圖像相對于采樣點的固定網(wǎng)格移位來構(gòu)成的一對圖像幀。當所述移位從0增加時，所述一對圖像幀的SAD值將從0增大。對于大約為塊大小的線性尺寸的移位，以及對于任何更大的移位，所述SAD值平均來講將會是1。于是，對于大到大約為所選塊尺寸的位移，SAD值便成為一對圖像之間的位移的估計。
可以定義某個閾值來區(qū)分換能器與成像對象之間的兩類相對移動。移動的第一度量被定義為當SAD值小于所述閾值時的狀態(tài)。在一個實施例中，移動的第一度量包括緩慢移動狀態(tài)。移動的第二度量被定義為當SAD值大于所述閾值時的狀態(tài)。在一個實施例中，移動的第二度量包括快速移動狀態(tài)。在一個實施例中，可以將閾值設置為大約二分之一，并且可以選擇塊的尺寸(在方位角以及范圍方面)以便將所述SAD值標定為期望的相對移動。
圖3是說明每個圖像幀的SAD值的圖表。X軸表示圖像幀而Y軸則表示SAD值。標號64表示閾值。當相對移動處在快速移動狀態(tài)時，即當SAD值大于所述閾值時，自適應波束形成器被中止。同樣地，當相對移動處在緩慢移動狀態(tài)時，SAD值小于所述閾值，自適應波束形成器被啟動。
滯后作用可被用來消除系統(tǒng)從快速移動到緩慢移動的來回頻繁轉(zhuǎn)換。例如，從快速移動狀態(tài)到緩慢移動狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，只有在SAD值低過閾值至少A個連續(xù)圖像幀時才能完成，其中A為適當選取的小整數(shù)。同樣地，從緩慢移動狀態(tài)到快速移動狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，只有在SAD值高過閾值至少B個連續(xù)圖像幀時才能完成，其中B為適當選取的小整數(shù)，而B并不一定等于A。
在另一個實施例中，根據(jù)換能器與成像對象之間的接觸狀態(tài)而啟動或中止自適應波束形成器。在圖像幀系列中的像素值可被用來估算換能器是否與成像對象接觸。當換能器與成像對象接觸時，所述狀態(tài)被定義為接觸狀態(tài)。當換能器與成像對象沒有接觸時，所述狀態(tài)被定義為非接觸狀態(tài)。
可以根據(jù)超聲系統(tǒng)對圖像的觀察來確定接觸狀態(tài)。當換能器沒有與成像對象接觸時圖像通常比換能器與成像對象接觸并接收信號時較暗。通過計算在圖像某個區(qū)域的平均像素值，并將所述平均像素值與接觸閾值電平比較，便可確定接觸狀態(tài)。
可以通過引入滯后作用而更可靠地相對于平均值的微小隨機變化來作出接觸狀態(tài)的確定。從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，例如，從接觸到非接觸狀態(tài)，只有當平均像素值低過某個接觸閾值至少X個連續(xù)幀后才達到，其中X為適當選取的小整數(shù)。同樣地，從非接觸到接觸狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，只有當平均像素值高過某個接觸閾值至少Y個連續(xù)幀后才達到，其中Y為適當選取的小整數(shù)，而Y不一定等于X。
如上所描述的，當超聲系統(tǒng)處在接觸狀態(tài)以及緩慢移動狀態(tài)時，自適應波束形成器被啟動。在所有其它情形下，自適應波束形成器被中止。
雖然這里僅僅圖解說明和描述了本發(fā)明的某些特征，但是，對于本領域的技術人員來說，許多修改與變化都會產(chǎn)生。因此，應意識到所附的如權(quán)利要求是用來覆蓋所有這樣的屬于本發(fā)明的真實精神的修改與變化。
權(quán)利要求
1.一種用于控制超聲系統(tǒng)(10)的方法，所述方法包括估算換能器元件陣列(18)與成像對象(16)之間的相對移動；以及響應對所述相對移動的估算而控制自適應波束形成器系統(tǒng)(26)；其中所述控制步驟包括當所述相對移動等于或大于某個閾值時中止所述自適應波束形成器系統(tǒng)；以及當所述相對移動小于所述閾值時啟動所述自適應波束形成器系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括檢測所述換能器陣列與所述成像對象之間的接觸狀態(tài)；以及響應所述接觸狀態(tài)而控制所述自適應波束形成器系統(tǒng)；其中，所述控制步驟包括當所述換能器陣列與所述成像對象沒有接觸時中止所述自適應波束形成器系統(tǒng)，而當所述換能器陣列與所述成像對象接觸時啟動所述自適應波束形成器系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括向使用所述超聲系統(tǒng)的用戶提供所述自適應波束形成器系統(tǒng)工作狀態(tài)的指示項，并且其中向所述用戶提供的所述指示項是視覺標記、聲頻信號或兩者組合中的至少一種；其中所述自適應波束形成器系統(tǒng)的所述工作狀態(tài)包括中止狀態(tài)和啟動狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述估算步驟包括產(chǎn)生所述成像對象的多個圖像幀(66)，所述圖像幀包括多個像素(70)，而每個像素都具有其相應的像素值；確定所述圖像幀中的位移，其中通過將在第一圖像幀中至少一個像素的所述像素值與在至少一個后續(xù)圖像幀中的所述一個像素的所述像素值進行比較來確定所述位移；所述確定位移的步驟包括計算總絕對差值，其中所述總絕對差值包括至少一個像素在一對圖像幀中的像素值之差的絕對值之和；所述計算所述總絕對差值的步驟還包括將所述總絕對差值歸一化，使得所述數(shù)值處在0與1之間。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述控制步驟包括利用移動的第一度量和移動的第二度量的轉(zhuǎn)換之間的滯后作用。
6.一種自動控制的超聲系統(tǒng)，它包括自適應波束形成器系統(tǒng)，它配置成產(chǎn)生所述超聲波束；以及換能器元件陣列，它連接到所述自適應波束形成器系統(tǒng)并配置成向成像對象發(fā)送所述超聲波束以及接收來自所述成像對象的反射信號；處理系統(tǒng)，它配置成估算所述換能器陣列與所述成像對象之間的相對移動；響應所述相對移動而控制所述自適應波束形成器系統(tǒng)；其中所述控制步驟包括當所述相對移動等于或大于某個閾值時中止所述自適應波束形成器系統(tǒng)；以及當所述相對移動小于所述閾值時啟動所述自適應波束形成器系統(tǒng)；以及接口單元，它連接到所述處理器系統(tǒng)并配置成向使用所述超聲系統(tǒng)的用戶提供所述自適應波束形成器系統(tǒng)的工作狀態(tài)的指示項。
7.如權(quán)利要求6所述的超聲系統(tǒng)，其中所述處理系統(tǒng)還配置成確定所述換能器元件與所述成像對象之間的接觸狀態(tài)；當所述換能器與所述成像對象沒有接觸時中止所述自適應波束形成器系統(tǒng)；以及當所述換能器與所述成像對象接觸時啟動所述自適應波束形成器系統(tǒng)。
8.一種用于自動啟動或中止配置成用于超聲系統(tǒng)的自適應波束形成器系統(tǒng)的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括用于估算換能器元件陣列與成像對象之間的相對移動的裝置；以及用于響應對所述相對移動的估算而控制所述自適應波束形成器系統(tǒng)的裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制裝置包括當所述相對移動大于或等于某個閾值時中止所述自適應波束形成器系統(tǒng)的裝置；以及當所述相對移動小于所述閾值時啟動所述自適應波束形成器系統(tǒng)的裝置。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中還包括用于確定所述換能器元件與所述成像對象之間接觸狀態(tài)的裝置；以及響應所述接觸狀態(tài)而控制所述自適應波束形成器系統(tǒng)的裝置。
全文摘要
提供用于操作超聲系統(tǒng)(10)的方法和系統(tǒng)。所述方法包括估算換能器元件(18)陣列與成像對象(16)之間的相對移動，并響應對所述相對移動的估算而控制自適應波束形成器系統(tǒng)(26)。
文檔編號G01S15/00GK1712988SQ20051007957
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者K·W·里格拜 申請人:通用電氣公司