，這些脈沖編碼存儲器也被稱為傳輸通道。每個(gè)脈沖編碼存儲器322通常為1XN 位存儲器，該存儲器存儲確定將被產(chǎn)生的超聲脈沖326的頻率的位模式（pattern) 324。該 位模式324可通過主時(shí)鐘從每個(gè)脈沖編碼存儲器322讀出并且應(yīng)用至將信號放大至適合于 驅(qū)動換能器302的功率水平的驅(qū)動器328。在圖4所示的示例中，位模式為四個(gè)"1"位與 四個(gè)"0"位交替的序列以產(chǎn)生5兆赫茲超聲脈沖326。超聲脈沖326應(yīng)用至其的換能器元 件304通過產(chǎn)生超聲能量來響應(yīng)。如果使用所有可用位，則將發(fā)射具有集中在載頻上的窄 帶寬的脈沖。
[0096] 特別參照圖20,接收器308由三個(gè)部分組成：時(shí)間增益控制部分332、波束形成部 分334、和中處理器部分336。時(shí)間增益控制部分332包括用于接收器308中的每個(gè)接收器 通道的放大器338、和時(shí)間增益控制電路340。每個(gè)放大器338的輸入連接至各換能器元 件304以接收并放大從相應(yīng)的換能器元件304接收的回波信號。通過由時(shí)間增益控制電路 340驅(qū)動的控制線342控制由放大器338提供的放大的量。隨著回波信號的深度，或范圍 R增加，其幅度減小。作為結(jié)果，除了源自于更遠(yuǎn)的反射器的回波信號被放大超過來自附近 反射器的回波信號之外，圖像的亮度因變于范圍R迅速減小。該放大由用戶控制，該用戶將 時(shí)間增益控制電位計(jì)344手動地設(shè)置成提供扇形掃描的整個(gè)范圍上的相對均勻的亮度的 值。獲取回波信號的時(shí)間間隔確定回波信號散發(fā)的范圍，并且該時(shí)間間隔由時(shí)間增益控制 電路340被分成例如八個(gè)段。使用時(shí)間增益電位計(jì)344的設(shè)置來設(shè)置在每個(gè)相應(yīng)的時(shí)間間 隔期間的放大器338的增益，使得所接收的回波信號在采集時(shí)間間隔上以不斷增加的量被 放大。
[0097] 接收器308的波束形成部分334包括多個(gè)單獨(dú)的接收器通道346。如以下將更詳 細(xì)解釋的，每個(gè)接收器通道346從在輸入348處的放大器338中的一個(gè)處接收模擬回波信 號，并產(chǎn)生總線350的同相I和總線352正交Q上的數(shù)字化輸出值的流。這些I和Q值的 每一個(gè)表示在特定范圍R處的回波信號包絡(luò)的采樣。這些采樣已經(jīng)以上述方式延時(shí)，使得 當(dāng)這些采樣在求和點(diǎn)354和356處與來自其他接收器通道346的每一個(gè)的I和Q采樣求和 時(shí)，其指示從位于轉(zhuǎn)向波束9上的范圍R處的點(diǎn)P反射的回波信號的幅度和相位。
[0098] 中處理器部分336從求和點(diǎn)354和356接收波束采樣。每個(gè)波束采樣的I和Q值 可，例如，是表示來自點(diǎn)（R，0)的回波信號的幅度的同相I和正交Q分量的16位數(shù)字?jǐn)?shù)。 中處理器336可執(zhí)行對這些波束采樣的各種計(jì)算，計(jì)算的選擇由在任務(wù)處成像應(yīng)用的類型 確定。
[0099] 本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行描述，并且應(yīng)當(dāng)理解，除明確陳述 之外的許多等效方案、替代方案、變型、和修改也是可能的并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種測量介質(zhì)的材料性質(zhì)的方法，包括以下步驟： a) 在所述介質(zhì)中產(chǎn)生多向波場； b) 采用能夠檢測在所述介質(zhì)中傳播的波場的檢測系統(tǒng)，檢測在至少一個(gè)時(shí)間實(shí)例上的 在至少兩個(gè)空間維度中的多向波場； c) 從步驟b)的檢測中確定最低波速； d) 基于步驟c)的確定來計(jì)算波速和所述介質(zhì)的材料性質(zhì)中的至少一個(gè)；以及 e) 生成報(bào)告，所述報(bào)告指示波速和介質(zhì)的材料性質(zhì)中的至少一個(gè)。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料性質(zhì)為包括依賴于頻率的波速、存 儲模量、和損耗模量中的至少一個(gè)的機(jī)械性質(zhì)。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a)包括將外部振動、生理運(yùn)動、和 超聲福射力中的至少一個(gè)應(yīng)用至所述介質(zhì)以產(chǎn)生多向波場作為機(jī)械波場。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b)包括控制超聲系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、 和磁共振成像（MRI)系統(tǒng)中的至少一個(gè)以執(zhí)行對于所述波場的檢測。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c)包括計(jì)算剪切波速。6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，計(jì)算剪切波速包括確定頻率依賴性。7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c)包括利用在時(shí)間頻率f。處經(jīng)傅 立葉變換的k-f空間中具有距離k-f空間的原點(diǎn)最大距離的波分量，來確定在所選擇的時(shí) 間頻率f。處的最低波速。8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在存在多向剪切波和壓縮波的情況下，通過 如下來計(jì)算最低剪切速度： i) 在以k-f空間原點(diǎn)為中心具有變化半徑的圓內(nèi)對k-f空間中的波能量和幅度中的至 少一個(gè)積分； ii) 找出最大半徑km，其中步驟i)的積分隨著k最快地增加；以及 iii) 通過cs(f。）=;^/\計(jì)算在時(shí)間頻率f。處的最低剪切波速。9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b)包括利用在時(shí)間網(wǎng)格中內(nèi)插并 對齊的超聲數(shù)據(jù)執(zhí)行波場的逐行和逐區(qū)域連續(xù)檢測中的至少一個(gè)。10. -種產(chǎn)生對象的性質(zhì)的圖像的方法，包括以下步驟： a) 在所述對象中產(chǎn)生多向波場； b) 使用成像設(shè)備，獲取有關(guān)在至少一個(gè)時(shí)間實(shí)例上的至少兩個(gè)空間維度中的多向波場 的數(shù)據(jù)； c) 將在步驟b)中獲取的數(shù)據(jù)分離成在不同方向中傳播的分量數(shù)據(jù)； d) 從所述分量數(shù)據(jù)計(jì)算指向不同空間方向的至少兩個(gè)波分量； e) 利用所述波分量產(chǎn)生每個(gè)傳播方向的波速圖；以及 f) 將波速圖組合以產(chǎn)生速度圖像和所述對象的材料性質(zhì)圖像中的至少一個(gè)。11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述速度圖像和所述材料性質(zhì)圖像中的 至少一個(gè)指示波速、存儲模量、和損耗模量中的至少一個(gè)。12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟a)包括利用外部振動、生理運(yùn) 動、和超聲輻射力中的至少一個(gè)產(chǎn)生所述多向波場。13. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述成像設(shè)備包括超聲系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、 和磁共振成像（MRI)系統(tǒng)中的一個(gè)。14. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟c)包括利用在經(jīng)傅立葉轉(zhuǎn)換的 k_f域中的方向?yàn)V波器來分離數(shù)據(jù)。15. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述波速圖為剪切波速的圖。16. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟d)包括通過互相關(guān)來計(jì)算波分 量。17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述分量數(shù)據(jù)包括具有像素的圖像數(shù)據(jù)， 且所述互相關(guān)使用互相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)中多對像素以通過加權(quán)歸一化的互相關(guān)系數(shù)和一對 像素到中央像素的距離中的至少一個(gè)來計(jì)算中央像素的波速。18. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟f)包括創(chuàng)建不同方向的波速圖 的加權(quán)和。19. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟f)包括確定不同方向的波速圖 的最小和中值中的一個(gè)。20. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在步驟d)中的所述波分量包括在已知距 離上測得的延時(shí)、測得的延時(shí)除以已知距離、以及已知距離除以測得的延時(shí)中的一個(gè)。21. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，其中步驟d)包括計(jì)算在正交空間方向中 的至少兩個(gè)波分量。22. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，步驟e)包括通過將波分量擬合至模型來 計(jì)算所述波速圖。23. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，步驟d)包括施加波速限制、空間頻率限 制、和時(shí)間頻率限制中的至少一個(gè)。24. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，步驟b)包括利用超聲并在時(shí)間網(wǎng)格中內(nèi) 插并對齊所述波場數(shù)據(jù)來執(zhí)行所述波場的逐行或逐區(qū)域連續(xù)檢測中的至少一個(gè)。25. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，由通過振動器、揚(yáng)聲器、振動床、和振動椅 中的至少一個(gè)生成振動來產(chǎn)生所述波場步驟。26. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，利用采用質(zhì)量慣性進(jìn)行沖擊的振動器產(chǎn) 生波場步驟。27. -種用于測量介質(zhì)的材料性質(zhì)的方法，包括： 激勵(lì)系統(tǒng)，所述激勵(lì)系統(tǒng)配置成在介質(zhì)中產(chǎn)生多向波場； 檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)配置成獲取有關(guān)時(shí)間周期上在至少兩個(gè)空間維度中的所述多 向波場的數(shù)據(jù)； 處理器，所述處理器被配置成： 從所述檢測系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)； 從所述數(shù)據(jù)確定最低波速； 基于所述最低波速來計(jì)算波速和所述介質(zhì)的材料性質(zhì)中的至少一個(gè)；以及 生成報(bào)告，所述報(bào)告指示波速和介質(zhì)的材料性質(zhì)中的至少一個(gè)。28. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激勵(lì)系統(tǒng)包括振動驅(qū)動器、揚(yáng)聲器、 振動床、和振動椅中的至少一個(gè)。29. -種產(chǎn)生對象的性質(zhì)的圖像的方法，包括： 激勵(lì)系統(tǒng)，所述激勵(lì)系統(tǒng)配置成在介質(zhì)中產(chǎn)生多向波場； 檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)配置成獲取有關(guān)至少一個(gè)時(shí)間實(shí)例上在至少兩個(gè)空間維度中 的所述多向波場的數(shù)據(jù)； 處理器，所述處理器被配置成： a) 在對象中產(chǎn)生多向波場； b) 使用成像設(shè)備，獲取有關(guān)至少一個(gè)時(shí)間實(shí)例上在至少兩個(gè)空間維度中的所述多向波 場的數(shù)據(jù)； c) 將在步驟b)中獲取的數(shù)據(jù)分離成在不同方向中傳播的分量數(shù)據(jù)； d) 從所述分量數(shù)據(jù)計(jì)算指向不同空間方向的至少兩個(gè)波分量； e) 利用所述波分量產(chǎn)生每個(gè)傳播方向的波速圖；以及 f) 將波速圖組合以產(chǎn)生速度圖像和所述對象的材料性質(zhì)圖像中的至少一個(gè)。
【專利摘要】用于測量介質(zhì)的材料性質(zhì)的系統(tǒng)和方法，包括在介質(zhì)中產(chǎn)生多向波場，并且采用能夠檢測在介質(zhì)中傳播的波場的檢測系統(tǒng)來檢測在至少一個(gè)時(shí)間實(shí)例上的至少兩個(gè)空間維度中的多向波場。該系統(tǒng)和方法還包括確定最低波速、計(jì)算波速和介質(zhì)的材料性質(zhì)中的至少一個(gè)、以及生成指示波速和介質(zhì)的材料性質(zhì)中的至少一個(gè)的報(bào)告。
【IPC分類】A61B8/00, A61B8/14, A61N7/00
【公開號】CN104968278
【申請?zhí)枴緾N201480001232
【發(fā)明人】H·趙, P·宋, M·W·厄本, R·奇尼克, A·曼杜卡, J·F·格林利夫, S·陳
【申請人】梅約醫(yī)學(xué)教育與研究基金會
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2014年4月25日
【公告號】EP2849651A1, WO2015009339A1