Система и способ акустической визуализации с помощью когерентного объединения с использованием межреберных пространств - RU2016142405A

1. Способ (600,900) визуализации области (7) визуализации, причем способ содержит этапы, на которых:

применяют массив (640) акустических преобразователей для формирования данных изображения для области визуализации, причем между массивом акустических преобразователей и по меньшей мере частью области визуализации присутствуют одно или более препятствий (15);

используют избыточность в трактах пар передачи-приема среди акустических преобразователей в массиве акустических преобразователей, для компенсации (650) недостающих данных изображения области визуализации из-за одного или более препятствий, посредством

(i) определения обратного фильтра (610-630) для массива акустических преобразователей, причем, когда данный обратный фильтр умножают на угловой спектр для массива акустических преобразователей по отношению к области визуализации в присутствии одного или более препятствий, он обеспечивает идеальный угловой спектр для массива акустических преобразователей по отношению к области визуализации, который существовал бы в отсутствие одного или более препятствий;

(ii) взвешивания (650) сигнала, формируемого каждой парой элементов передачи-приема в массиве акустических преобразователей, по значению обратного фильтра, соответствующему угловой частоте пары передачи-приема; и

формируют (660) изображение области визуализации из компенсированных данных изображения посредством суммирования взвешенных сигналов всех пар передачи-приема.

2. Способ по п. 1, в котором применение массива акустических преобразователей для формирования данных изображения для области визуализации содержит этап, на котором осуществляют получение синтезированной апертуры.

3. Способ по п. 1, в котором определение обратного фильтра для массива акустических преобразователей, взвешивание сигнала, формируемого каждой парой элементов передачи-приема в массиве акустических преобразователей, по значению обратного фильтра, соответствующему угловой частоте пары передачи-приема, и формирование акустического изображения посредством суммирования взвешенных сигналов всех пар передачи-приема, содержат этапы, на которых:

для каждой из множества интересующих точек в области визуализации:

определяют обратный фильтр для массива акустических преобразователей по отношению к данной точке, причем, когда данный обратный фильтр умножают на угловой спектр для массива акустических преобразователей по отношению к данной точке в присутствии одного или более препятствий, он обеспечивает идеальный угловой спектр для массива акустических преобразователей по отношению к данной точке, который существовал бы в отсутствие одного или более препятствий;

взвешивают сигнал, формируемый каждой парой элементов передачи-приема в массиве акустических преобразователей, от данной точки по значению обратного фильтра, соответствующему угловой частоте пары передачи-приема; и

определяют интенсивность акустического изображения в данной точке посредством суммирования взвешенных сигналов, формируемых каждой парой передачи-приема элементов в массиве акустических преобразователей, от данной точки.

4. Способ по п. 3, в котором определение обратного фильтра для массива акустических преобразователей по отношению к точке включает в себя этап, на котором применяют алгоритм трассировки лучей для вычисления эффективной апертуры, видимой данной точкой.

5. Способ по п. 1, в котором использование избыточности в трактах пар передачи-приема среди акустических преобразователей в массиве акустических преобразователей, для того чтобы компенсировать недостающие данные изображения области визуализации из-за одного или более препятствий, и формирование изображения области визуализации из компенсированных данных изображения содержат этапы, на которых:

осуществляют по меньшей мере первую и вторую операции передачи и приема с использованием по меньшей мере первой и второй функций аподизации, включающие в себя этапы, на которых:

осуществляют (920-930) первую операцию передачи и приема посредством применения массива акустических преобразователей для передачи первой акустической волны в область визуализации, и для приема обратно из области визуализации первого акустического эха, и для формирования из него первых данных изображения, причем к массиву акустических преобразователей применяют первую функцию аподизации для формирования первой апертуры передачи и первой апертуры приема для первой операции передачи и приема, и

осуществляют (940-950) вторую операцию передачи и приема посредством применения массива акустических преобразователей для передачи второй акустической волны в область визуализации, и для приема обратно из области визуализации второго акустического эха, и для формирования из него вторых данных изображения, причем к массиву акустических преобразователей применяют вторую функцию аподизации для формирования второй апертуры передачи и второй апертуры приема для второй операции передачи и приема; и

формируют (960) изображение области визуализации посредством объединения первых данных изображения со вторыми данными изображения,

причем по меньшей мере первую и вторую функции аподизации определяют (910) из обратного фильтра для массива акустических преобразователей по отношению к области визуализации.

6. Способ по п. 5, в котором по меньшей мере первую и вторую функции аподизации определяют из обратного фильтра для массива акустических преобразователей по отношению к области визуализации посредством применения алгоритма разложения.

7. Способ по п. 1, в котором использование избыточности в трактах пар передачи-приема среди акустических преобразователей в массиве акустических преобразователей для компенсации недостающих данных изображения области визуализации из-за одного или более препятствий и формирование изображения области визуализации из компенсированных данных изображения содержат этап, на котором выполняют основанный на РЧ-данных (до детектирования) или основанный на изображении алгоритм обратной свертки.

8. Устройство (300) для визуализации области (7) визуализации, причем устройство содержит:

массив (10') акустических преобразователей, выполненный с возможностью формирования данных изображения для области визуализации, причем между массивом акустических преобразователей и по меньшей мере частью области визуализации присутствуют одно или более препятствий (15); и

один или более процессоров (50), выполненных с возможностью использования избыточности в трактах пар передачи-приема среди акустических преобразователей в массиве акустических преобразователей для компенсации недостающих данных изображения области визуализации из-за одного или более препятствий посредством:

(i) определения обратного фильтра для массива акустических преобразователей, причем, когда данный обратный фильтр умножают на угловой спектр для массива акустических преобразователей по отношению к области визуализации в присутствии одного или более препятствий, он обеспечивает идеальный угловой спектр для массива акустических преобразователей по отношению к области визуализации, который существовал бы в отсутствие одного или более препятствий;

(ii) взвешивания сигнала, формируемого каждой парой элементов передачи-приема в массиве акустических преобразователей, по значению обратного фильтра, соответствующему угловой частоте пары передачи-приема; и

причем процессоры дополнительно выполнены с возможностью формирования изображения области визуализации из компенсированных данных изображения посредством суммирования взвешенных сигналов всех пар передачи-приема.

9. Устройство по п. 8, в котором один или более процессоров дополнительно выполнены с возможностью:

определения одного или более местоположений одного или более препятствий по отношению к массиву акустических преобразователей; и

определения углового спектра для массива акустических преобразователей по отношению к области визуализации в присутствии одного или более препятствий с использованием определенных одного или более местоположений.

10. Устройство по п. 9, причем устройство выполнено с возможностью формирования данных изображения посредством осуществления получения синтезированной апертуры.

11. Устройство по п. 8, в котором один или более процессоров выполнены с возможностью определения обратного фильтра для массива акустических преобразователей, взвешивания сигнала, формируемого каждой парой элементов передачи-приема в массиве акустических преобразователей, по значению обратного фильтра, соответствующему угловой частоте пары передачи-приема, и формирования акустического изображения посредством суммирования взвешенных сигналов всех пар передачи-приема посредством:

для каждой из множества интересующих точек в области визуализации:

определения обратного фильтра для массива акустических преобразователей по отношению к данной точке, причем, когда данный обратный фильтр умножают на угловой спектр для массива акустических преобразователей по отношению к данной точке в присутствии одного или более препятствий, он обеспечивает идеальный угловой спектр для массива акустических преобразователей по отношению к данной точке, который существовал бы в отсутствие одного или более препятствий;

взвешивания сигнала, формируемого каждой парой элементов передачи-приема в массиве акустических преобразователей, от данной точки по значению обратного фильтра, соответствующему угловой частоте пары передачи-приема;

определения интенсивности акустического изображения в данной точке посредством суммирования взвешенных сигналов, формируемых каждой парой передачи-приема элементов в массиве акустических преобразователей, от данной точки; и причем один или более процессоров выполнены с возможностью определения обратного фильтра для массива акустических преобразователей по отношению к точке посредством применения алгоритма трассировки лучей для вычисления эффективной апертуры, видимой данной точкой.

12. Устройство по п. 8, в котором один или более процессоров выполнены с возможностью определения обратного фильтра для массива акустических преобразователей, взвешивания сигнала, формируемого каждой парой элементов передачи-приема в массиве акустических преобразователей, по значению обратного фильтра, соответствующему угловой частоте пары передачи-приема, и формирования акустического изображения посредством суммирования взвешенных сигналов всех пар передачи-приема посредством:

создания массива виртуальных преобразователей из массива акустических преобразователей;

определения обратного фильтра для массива виртуальных преобразователей, причем, когда данный обратный фильтр умножают на угловой спектр для массива виртуальных преобразователей по отношению к области визуализации в присутствии одного или более препятствий, он обеспечивает идеальный угловой спектр для массива виртуальных преобразователей по отношению к области визуализации, который существовал бы в отсутствие одного или более препятствий;

взвешивания сигнала, формируемого каждой парой элементов передачи-приема в массиве виртуальных преобразователей из эха, по значению обратного фильтра, соответствующему угловой частоте пары передачи-приема, и

формирования акустического изображения посредством суммирования взвешенных сигналов всех пар передачи-приема из эха.

13. Устройство по п. 8, в котором один или более процессоров выполнены с возможностью использования избыточности в трактах пар передачи-приема среди акустических преобразователей в массиве акустических преобразователей для компенсации недостающих данных изображения области визуализации из-за одного или более препятствий и формирования изображения области визуализации из компенсированных данных изображения посредством:

осуществления по меньшей мере первой и второй операций передачи и приема с использованием по меньшей мере первой и второй функций аподизации, включающих в себя:

осуществление первой операции передачи и приема посредством применения массива акустических преобразователей для передачи первой акустической волны в область визуализации, и для приема обратно из области визуализации первого акустического эха, и для формирования из него первых данных изображения, причем к массиву акустических преобразователей применяют первую функцию аподизации для формирования первой апертуры передачи и первой апертуры приема для первой операции передачи и приема, и

осуществление второй операции передачи и приема посредством применения массива акустических преобразователей для передачи второй акустической волны в область визуализации, и для приема обратно из области визуализации второго акустического эха, и для формирования из него вторых данных изображения, причем к массиву акустических преобразователей применяют вторую функцию аподизации для формирования второй апертуры передачи и второй апертуры приема для второй операции передачи и приема; и

формирования изображения области визуализации посредством объединения первых данных изображения со вторыми данными изображения,

причем по меньшей мере первую и вторую функции аподизации определяют из обратного фильтра для массива акустических преобразователей по отношению к области визуализации.

14. Устройство по п. 13, в котором один или более процессоров выполнены с возможностью определения по меньшей мере первой и второй функций аподизации из обратного фильтра для массива акустических преобразователей по отношению к области визуализации посредством применения алгоритма разложения.

15. Устройство по п. 8, в котором один или более процессоров выполнены с возможностью использования избыточности в трактах пар передачи-приема среди акустических преобразователей в массиве акустических преобразователей для компенсации недостающих данных изображения области визуализации из-за одного или более препятствий и формирования изображения области визуализации из компенсированных данных изображения посредством выполнения основанного на РЧ-данных (до детектирования) или основанного на изображении алгоритма обратной свертки.