超聲波診斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超聲波診斷裝置，并且更具體地，涉及用于抑制諸如在波束數(shù)據(jù) 中包含的旁瓣成分的不需要成分的處理。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲波診斷裝置為發(fā)送超聲波到諸如人體的生物體以及接收來自該生物體的超 聲波并且基于通過發(fā)送和接收超聲波而獲得的接收信號來形成超聲波圖像的裝置。當(dāng)發(fā)送 和接收超聲波時，形成發(fā)送波束和接收波束，將描述其中的接收波束。從陣列換能器輸出的 多個接收信號中的每個接收信號經(jīng)歷延遲處理然后這些延遲后的接收信號求和，使得能夠 獲得作為已經(jīng)經(jīng)歷整相求和處理（延遲求和處理）的接收信號的波束數(shù)據(jù)。在形成接收波 束時，通常應(yīng)用接收動態(tài)聚焦，用于按照接收的采樣點在深度方向上的移動來沿深度方向 移動接收聚焦點。
[0003] 整相求和后的接收信號除了包含對應(yīng)于主瓣的信號成分（主瓣成分）之外，還包 含由旁瓣、柵瓣等等產(chǎn)生的各種不需要的信號成分。著眼于在延遲處理之后和在求和處理 之前的數(shù)個接收信號列，這些信號中包含的不需要的信號成分通常作為在元件布置方向 (信道方向）上的相位變動（瞬時振幅）而被觀測到。已經(jīng)提出了利用這一特征來減少不 需要的信號成分的若干方法。根據(jù)這樣的方法，基于在元件布置方向上的相位變動（或者 一樣性的程度）來計算在增益調(diào)整中使用的系數(shù)，并且整相求和之后的波束數(shù)據(jù)乘以該系 數(shù)。這樣的系數(shù)例如具有0到1范圍內(nèi)的值。在延遲處理之后的多個接收信號之間相位越 一致，不需要的信號成分就越小并且主瓣成分就越是支配性的，并且因此作為系數(shù)計算出 的值就越大。相反，在延遲處理之后的多個接收信號之間相位變動越大，不需要的信號成分 被認為是相對較大，并且作為系數(shù)計算出的值就越小。
[0004] 這樣的系數(shù)可以包括CF(CoherenceFactor，相干因子）（例如，參見專利文件1)、 GCF(GeneralizedCoherenceFactor，廣義相干因子）（例如，參見非專利文件1)、SCF(Sign CoherenceFactor，符號相干因子）（例如，參見非專利文件2)、GSCF(GeneralizedSign CoherenceFactor，廣義符號相干因子）（例如，參見專利文件2)、STF(SignTransit Factor，符號變換因子）（例如，參見專利文件3)、PCF(PhaseCoherenceFactor，相位相干 因子）（例如，參見非專利文件2)等。
[0005] 引用列表 [0006] 專利文獻
[0007] [專利文件1]US專利5910115
[0008] [專利文件 2]JP2〇l2_l523llA
[0009] [專利文件 3]JP2〇l2_22343〇A
[0010] 非專利文獻
[0011] [非專利文件l]Pai_ChiLi和Meng-LinLi，"AdaptiveImagingUsing theGeneralizedCoherenceFactor'，，IEEE超聲學(xué)匯刊(IEEETransactionson Ultrasonics)，Vol. 50,No.2 (2003 年 2 月）〇
[0012] [非專利文件 2]JorgeCamacho，MontserratParrilla和CarlosFritsch， "PhaseCoherenceImaging"，IEEE超聲學(xué)、鐵電體與頻率控制匯刊（IEEETransactionon Ultrasonics,FerroelectricsandFrequencyControl)，Vol. 56,No.5，（2009 年 5 月）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 技術(shù)問題
[0014] 由于上述系數(shù)基于在元件布置方向上（信道方向）的相位變化來計算，所以如果 設(shè)定的聲速c。和生物體中的實際聲速"c"彼此不同，則甚至主瓣成分的相位在整相處理之 后也彼此不一致，其中設(shè)定的聲速C(]為用于計算在與各個接收信號有關(guān)的延遲處理中使用 的延遲時間的基礎(chǔ)。雖然聲速校正技術(shù)近來已經(jīng)變得普遍，但仍然難于將計算中的聲速與 實際聲速完全匹配。
[0015] 即使在主瓣成分中，在某一程度上也不可避免地引起元件布置方向上的相位不 齊。這樣的相位不齊隨著發(fā)送頻率（其基本上與接收頻率相同）越高而越大。這是因為發(fā) 送頻率越高，每個接收信號中在時間軸上的相位變化就越快，因此元件布置方向上的相移 就越大。所以，隨著發(fā)送頻率增加，系數(shù)值就減小以在更大程度上抑制波束數(shù)據(jù)，這導(dǎo)致甚 至不應(yīng)該被抑制的主瓣成分被過度抑制的問題。
[0016] 解決問題的技術(shù)方案
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點在于在超聲波診斷裝置中，在不想要信號成分的抑制處理中防止主 瓣成分被過度抑制，并且具體地，在于在不想要信號成分的抑制處理中消除或減輕由發(fā)送 頻率的變化引起的影響。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的超聲波診斷裝置包括：接收單元，其配置為將延遲處理和求和處理 應(yīng)用于從由多個換能器元件組成的陣列換能器中輸出的多個接收信號并且輸出波束數(shù)據(jù)； 系數(shù)計算單元，其配置為在參照延遲處理之后和求和處理之前的所述多個接收信號中的全 部或一部分的同時，計算用于調(diào)整波束數(shù)據(jù)的增益的系數(shù)，并且配置為如此計算系數(shù)，使得 隨著與延遲處理之后和求和處理之前的所述多個接收信號的全部或一部分有關(guān)的元件布 置方向上的相位變動越大，就越大程度地抑制波束數(shù)據(jù)；以及抑制處理單元，其配置為基于 所述系數(shù)來將抑制處理應(yīng)用于波束數(shù)據(jù)。系數(shù)計算單元如此計算系數(shù)，使得隨著發(fā)送頻率 越高，在應(yīng)用于波束數(shù)據(jù)的抑制處理中抑制程度就越小。
[0019] 使用上述結(jié)構(gòu)，基于在延遲處理之后和求和處理之前的多個接收信號的全部或一 部分，計算用于調(diào)整由延遲求和處理（整相求和處理）產(chǎn)生的波束數(shù)據(jù)的增益的系數(shù)，也就 是，計算用于抑制波束數(shù)據(jù)的系數(shù)。此時，系數(shù)被如此計算，使得波束數(shù)據(jù)的抑制程度隨著 發(fā)送頻率（其通常與接收頻率相同）越高而減少得越多。更具體地，因為隨著發(fā)送頻率越 高，甚至在對應(yīng)于主瓣的接收信號成分中瞬時振幅（或相位）變得不齊，所以所述裝置被配 置以防止除了不想要的信號成分被過度抑制之外，也防止主瓣成分被過度抑制。雖然期望 在檢測之后將上述增益調(diào)整應(yīng)用于波束數(shù)據(jù)，但仍可以在檢測之前將上述增益調(diào)整應(yīng)用于 波束數(shù)據(jù)。
[0020] 優(yōu)選地，系數(shù)計算單元基于用于從相位變動中獲得系數(shù)的函數(shù)來計算系數(shù)，并且 根據(jù)發(fā)送頻率，函數(shù)的輸入條件改變或者函數(shù)中的參數(shù)值改變。基于函數(shù)的計算可以由根 據(jù)程序操作的處理器來實現(xiàn)，或者可以由專用軟件來實現(xiàn)。
[0021] 上述系數(shù)可以包括CF(相干因子）、GCF(廣義相干因子）、SCF(符號相干因子）、 GSCF(廣義符號相干因子）、STF(符號變換因子）、PCF(相位相干因子）等。采用適合于所 使用的系數(shù)的函數(shù)。期望選擇用于根據(jù)發(fā)送頻率來改變系數(shù)的方法，也就是，用于根據(jù)每個 系數(shù)的性質(zhì)來校正函數(shù)的特性的方法（特性校正方法）。特性校正方法可以包括用于改變 作為函數(shù)中的參數(shù)值的指數(shù)的大小的指數(shù)校正方法、用于改變作為函數(shù)中的參數(shù)值的偏移 值的大小的偏移值校正方法、用于改變將應(yīng)用于函數(shù)的輸入信號的數(shù)量或結(jié)構(gòu)的輸入條件 校正方法等。如果在與元件布置方向上的振幅分布有關(guān)的頻譜中參照預(yù)定頻率成分用于系 數(shù)計算，則可以采用用于改變參照區(qū)間的區(qū)間校正方法等。
[0022] 優(yōu)選地，系數(shù)計算單元包括輸入開口調(diào)整單元，所述輸入開口調(diào)整單元根據(jù)發(fā)送 頻率來改變用于從延遲處理之后和求和處理之前的所述多個接收信號中選擇將應(yīng)用于函 數(shù)的多個接收信號的輸入開口，并且將應(yīng)用于函數(shù)的接收信號數(shù)根據(jù)發(fā)送頻率而改變。由 聲速的不一致引起的相移朝向開口中心越小。這一結(jié)構(gòu)將待應(yīng)用于函數(shù)的信號限制到接收 開口中心附近的信號以使得偏動明顯很小，由此減輕對于波束數(shù)據(jù)的過度抑制。這一處理 能夠通過信號的選擇來容易地實現(xiàn)。加權(quán)函數(shù)可以應(yīng)用于輸入開口。
[0023] 優(yōu)選地，輸入開口包括在用于形成接收波束的元件布置方向上擴展的接收開口 中。輸入開口獨立于接收開口而形成。接收開口根據(jù)接收采樣點的深度等動態(tài)地變化。此 時，接收開口可以隨著輸入開口變化。在任意情況下，輸入開口具有等于或小于接收開口的 大小。然而，在計算期間，輸入開口可以實質(zhì)上大于接收開口。優(yōu)選地，輸入開口根據(jù)接收 采樣點在接收波束上的深度來變化。當(dāng)與接收動態(tài)聚焦同步地執(zhí)行可變開口控制時，輸入 開口相應(yīng)地也動態(tài)地變動。還可以使得接收開口對應(yīng)于輸入開口，并且在此情況下，在每個 深度的接收開口的大小根據(jù)發(fā)送頻率而變化。
[0024] 優(yōu)選地，系數(shù)計算單元包括參數(shù)值改變單元，所述參數(shù)值改變單元根據(jù)發(fā)送頻率 來改變作為參數(shù)值的函數(shù)內(nèi)的指數(shù)或偏移值。指數(shù)和偏移值的校正能夠容易地改變函數(shù)的 特性。
[0025] 優(yōu)選地，函數(shù)為用于基于在元件布置方