[发明专利]超声成像中的扩频编码波形

说明书

交叉引用相关申请

本专利文件要求2011年10月28日提交、发明名称为“超声成像中的扩频编码波形(SPREAD SPECTRUM CODED WAVEFORMS IN ULTRA-SOUND IMAGING”的美国临时申请第61/553,137号的优先权，其通过引用作为本文件的一部分并入。

技术领域

本专利文件涉及超声成像。

背景技术

超声成像是应用声波穿过介质的性质再现直观图像的成像形式。作为一种成像形式，超声成像已用在多种生物医学领域中观看动物和人类的内部结构和功能数十年了。用在生物医学成像中的超声波可以在不同频率中，例如，在1到20MHz之间，或甚至在更高频率中操作。当使用超声成像的传统技术时，包括不适当的空间分辨率和组织分化在内的一些因素可能导致令人失望的图像质量，这可能限制了将其用于许多临床应用。

发明内容

本文公开了使用可以呈现宽瞬时带宽的扩频、相干、频率和/或相位编码波形的超声成像技术、系统、和装置。

在所公开技术的一个方面中，一种在声成像设备中从声波形中创建图像的方法包括将声成像设备中的发送/接收切换器设置成向目标发送声波形的发送模式；在发送声波形时，在一个或多个波形合成器中合成形成复合波形的多种基本正交编码波形作为向目标发送的声波形，其中每种波形对应于不同频带以及该编码波形包括频率编码波形或相位编码波形的至少一种；将声成像设备中的发送/接收切换器设置成接收从目标的至少一部分返回的返回声波形的接收模式；将接收的返回声波形从模拟格式转换成数字格式作为包含目标的信息的接收复合波形；以及处理该接收复合波形以产生目标的至少一部分的图像。

在另一个方面中，提供了一种声波形成像系统，其包括：包含与波形发生器耦合的一个或多个波形合成器的波形生成单元，其中该波形生成单元合成包含多种基本正交编码波形的复合波形，该多种基本正交编码波形对应于该一个或多个波形合成器按照该波形发生器提供的波形信息生成的频带，该编码波形包括频率编码波形或相位编码波形的至少一种；发送/接收切换单元，用于在发送模式与接收模式之间切换；与该发送/接收切换单元通信的换能元件阵列，用于向目标发送基于该复合波形的声波形和接收从目标的至少一部分返回的返回声波形；模数(A/D)转换器阵列，用于将该换能元件阵列接收的接收返回声波形从模拟格式转换成数字格式作为包含目标的信息的接收复合波形；与该波形生成单元和该A/D转换器阵列通信的控制单元，其包含处理该接收复合波形以产生目标的至少一部分的图像的处理单元；以及与该控制单元通信的用户接口单元。

在另一个方面中，提供了一种从声波形中创建图像的方法，其包括：将发送/接收切换器设置成发送模式；从多种操作模式中选择一种操作模式；在一个或多个波形合成器中合成形成复合波形的多种基本正交编码波形，其中每种波形对应于不同频带，该编码波形包括频率编码波形或相位编码波形的至少一种；向目标发送基于该复合波形的声波形；将发送/接收切换器设置成接收模式；接收从目标的至少一部分返回的返回声波形；将接收的返回声波形从模拟格式转换成数字格式作为包含目标的信息的接收复合波形；以及处理该接收复合波形以产生目标的至少一部分的图像。

在另一个方面中，提供了一种从声波形中创建图像的方法，其包括：组合与不同频带相对应的多种编码波形以产生包含在不同频带上的基本正交波信号的复合波形，该编码波形包括频率编码波形或相位编码波形的至少一种；使用该复合波形产生朝向目标的包括不同频带的声探测波；接收该声探测波被发送到目标之后从目标的至少一部分返回的声能；将接收的返回声能转换成包含目标的信息的数字复合波形；以及处理该接收复合波形以产生目标的至少一部分的图像。

在又一个方面中，提供了一种从声波形中创建图像的设备，其包括：组合与不同频带相对应的多种编码波形以产生包含在不同频带上的基本正交波信号的复合波形的部件，该编码波形包括频率编码波形或相位编码波形的至少一种；使用该复合波形产生朝向目标的包括不同频带的声探测波的部件；接收该声探测波被发送到目标之后从目标的至少一部分返回的声能的部件；将接收的返回声能转换成包含目标的信息的数字复合波形的部件；以及处理该接收复合波形以产生目标的至少一部分的图像的部件。