CN104706378B - 超声诊断设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

在此公开了一种超声诊断设备及其控制方法。所述超声诊断设备包括：2D超声换能器阵列，二维布置了多个超声换能器元件；控制器，控制形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件发送超声信号，并控制布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的一个行中的超声换能器元件顺序地接收超声回波信号。在使用2D超声换能器真理产生3D超声图像时，所述超声诊断设备可提高3D超声图像的分辨率和扫描速度，并且即使使用紧凑型系统(具有低复杂度的系统)也产生对象的3D超声图像。

Description

超声诊断设备及其控制方法
本申请要求于2013年12月12日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0154977号韩国专利申请的权益，该申请的整个公开通过引用包含于此。
技术领域
本发明的实施例涉及一种产生对象的内部的图像的超声诊断设备及其控制方法。
背景技术
一般来说，超声诊断设备将超声信号从对象(例如，人体)的表面施加到对象身体内部的目标位置，并使用反射的超声信号(即，超声回波信号)的信息来无创性地获取软组织的断层图像或关于血流的图像。与其它图像诊断设备(诸如，X射线诊断设备、X射线计算机断层扫描(CT)扫描仪、磁共振成像(MRI)设备和核医学诊断设备)相比较，这种超声诊断设备小、便宜并实时显示图像，并且不会导致对于X射线的暴露，因此具有高安全性，从而被广泛用于心脏诊断、腹部诊断、泌尿诊断、产科诊断和妇科诊断。
传统的超声诊断设备大部分使用1D换能器阵列通过2D图像来提供对象内部的截面的信息，并在使用用户(例如，诊断师，主要是医生)的手移动(即，徒手扫描)或机械地(即，机械扫描)移动1D换能器阵列的同时获取对象的内部的体信息(即，3D信息)。
然而，就图像形成速度而言，这种通过1D换能器阵列的徒手扫描或机械扫描的3D图像获取方法的性能(即，时间分辨率和空间分辨率)是受限制的，因此，对使用2D换能器阵列的3D图像获取技术的兴趣已经增加。
为了在临床研究中使用可利用2D换能器阵列获得的3D图像，应实现图像的分辨率的和扫描速度的提高(即，系统性能的提高)以及紧凑的系统大小(即，防止系统复杂度的增加)。然而，现有的系统对所有这些需求的满足是有限的。
发明内容
因此，本发明的一方面在于提供一种超声诊断设备及其控制方法，其中，所述超声诊断设备及其控制方法可在使用2D超声换能器阵列产生3D超声图像时提高图像的分辨率和扫描速度。
本发明的另一方面在于，提供一种超声诊断设备及其控制方法，其中，所述超声诊断设备及其控制方法可在使用2D超声换能器阵列产生3D超声图像时，即使利用紧凑型系统(即，具有低复杂度的系统)也产生对象的3D超声图像。
本发明的其它方面将在下面阐述，且从所述描述部分将清楚，或者通过本发明的实践可获知本发明的其它方面。
根据本发明的一方面，一种超声诊断设备包括：2D超声换能器阵列，二维布置了多个超声换能器元件；控制器，控制形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件发送超声信号并控制布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件顺序地接收超声回波信号。
在超声信号的发送中，控制器可控制形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件发送散焦的平面波。
在超声信号的发送中，控制器可控制形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件逐行顺序地发送散焦的平面波。
在超声信号的发送中，控制器可控制形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件发送超声波，并执行超声波的固定聚焦。
在超声信号的发送中，控制器可控制布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件逐行顺序地发送超声波，并执行超声波的固定聚焦。
在超声回波信号的接收中，控制器可控制布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中超声换能器元件逐行顺序地接收超声波，其中，每行中的一个或多个超声换能器元件被用于接收超声回波信号。
在超声回波信号的接收中，控制器可控制布置在形成2D超声换能器阵列的多个行逐行顺序地切换接收超声回波信号，其中，每行中用于接收超声回波信号的超声换能器元件的位置根据切换而移动。
控制器可准备沿高度方向上的虚拟列，并进行控制，以通过逐行使用布置在形成2D超声阵列换能器的多个行中的一个行的超声换能器来接收超声回波信号并通过将接收到的超声回波信号顺序存储在与超声换能器元件布置在2D超声换能器阵列的行的位置相应的虚拟列中的位置，来产生用于高度方向上的接收波束成形的超声回波信号。
控制器可通过使用产生的用于高度方向上的接收波束形成的超声回波信号，来控制高度方向的动态接收聚焦或合成孔径聚焦的执行。
控制器可通过使用接收到的超声回波信号和产生的用于高度方向上的接收回波形成的超声回波信号，来控制体波束成形的执行。
根据本发明的另一方面，一种具有二维布置了多个超声换能器元件的2D超声换能器阵列的超声诊断设备的控制方法，包括如下步骤：通过使用形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件，来发送超声信号；通过使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件，来顺序地接收超声回波信号。
在发送超声信号的步骤可包括：通过使用形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件，来发送散焦的平面波。
在发送超声信号的步骤可包括：通过逐行使用形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件，来发送散焦的平面波。
在发送超声信号的步骤可包括：通过使用形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件发送超声波，并执行超声波的固定聚焦。
在发送超声信号的步骤可包括：通过逐行使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件，来发送超声波，并执行超声波的固定聚焦。
在接收超声回波信号的步骤可包括：通过逐行使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件，来接收超声回波信号，其中，每行中的一个或多个超声换能器元件被用于接收超声回波信号。
接收超声回波信号的步骤可包括：通过逐行切换形成2D超声换能器阵列的多个行来接收超声回波信号，其中，每行中用于接收超声回波信号的超声换能器元件的位置根据切换而移动。
所述控制方法还可包括：准备沿高度方向的虚拟列，通过逐行使用布置在形成2D超声阵列换能器的多个行中的超声换能器来接收超声回波信号并通过将接收到的超声回波信号顺序存储在与超声换能器元件布置在2D超声换能器阵列的行的位置相应的虚拟列中的位置，来产生用于高度方向上的接收波束成形的超声回波信号。
所述控制方法还可包括：通过使用产生的用于高度方向上的接收波束形成的超声回波信号，来执行高度方向上的动态接收聚焦或合成孔径聚焦。
所述控制方法还可包括：通过使用接收到的超声回波信号和产生的用于高度方向上的接收波束形成的超声回波信号，来执行立体波束成形。
附图说明
通过结合附图进行的实施例的下面描述，这些和/或其它方面将变得清楚和更易于理解，附图中：
图1是示出超声诊断设备的外观的立体图；
图2是示出2D超声换能器阵列的结构和布置方向的示图；
图3至图8是示例性示出使用2D超声换能器阵列的各种3D超声扫描方法和发送/接收波束形成方法的示图；
图9A至图9D是示例性示出用于使用2D超声换能器阵列的3D超声扫描的各种超声发送/接收方法的示图；
图10是超声诊断设备的控制框图；
图11是示出超声诊断设备的控制方法的流程图。
具体实施方式
现在将进行其示例示出在附图中的本发明的实施例的详细描述，其中，贯穿全文，相似标号将指示相似元件。
图1是示出超声诊断设备的外观的立体图。
如在图1中示例性示出的，超声诊断设备100可包括：超声探头p，将超声波发送到对象，从对象接收超声回波信号，并将超声回波信号转换成电信号(即，超声信号)；主体m，连接到超声探头p，并设置有输入单元i和显示单元d。超声换能器阵列ta设置在超声探头p的端部。产生换能器阵列ta表示多个超声换能器元件t的阵列。多个超声换能器元件t可以以线性阵列布置(如图1中示例性示出)或以凸面阵列布置。
图2是示出2D超声换能器阵列的结构和布置方向的示图。
如图2中示例性示出的，2D超声换能器阵列ta具有这样的结构，在所述结构中，总共L(这里，L＝M×N)个超声换能器元件t被二维地布置。在该实施例中，将示例性示出包括总共8192(64×128)个超声换能器元件t的2D超声换能器阵列ta。这里，若侧向、横向或方位方向被定义为X轴，则高度方向或纵向被定义为Y轴，且轴向或深度方向被定义为Z轴。128(N＝128)个超声换能器元件t布置在形成2D超声换能器阵列ta的一个行并且沿横向(X轴方向)布置，64(M＝64)个超声换能器元件t布置在形成2D换能器阵列ta的一列中并沿高度方向(Y轴方向)布置。另外，从形成2D超声换能器阵列ta的各个超声换能器元件t发送的超声信号沿轴向(Z轴方向)传播。以下将详细描述利用图2中示出的使用M×N个超声换能器元件t的2D超声换能器阵列ta的各种3D(体(volume))超声扫描方法和发送/接收波束形成方法。
图3至图8是示例性示出使用2D超声换能器阵列的各种3D超声扫描方法和发送/接收波束形成方法的示图。
图3是示出这种方法的示图，即，使用2D超声换能器阵列发送散焦的平面波，使用形成2D超声换能器阵列的各个行的超声换能器元件t接收反射信号(即，超声回波信号)并使用接收到的信号执行动态接收聚焦。图3中，由粗实线示出的部分表示激活元件或激活通道。另外，在图3中，在与垂直方向水平示出的2D超声换能器阵列ta中，上部的2D超声换能器阵列ta表示发送(Tx)期间的阵列，下部的2D超声换能器阵列ta表示接收接收(Rx)期间的阵列。
如图3中示例性示出，在第一发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过形成2D超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收超声回波信号，因此，可获取第一平面P1(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收的信号形成的横平面P1)。接下来，在第二发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过2D超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收超声回波信号，因此，可获取第二平面P2(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收的信号形成的横平面P2)。以这种方式，在第M发送/接收(Tx/Rx)事件(例如，若2D超声换能器阵列ta包括64个行，则M为64)中，通过形成2D超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收超声回波信号，因此可获取第M平面PM(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收的信号形成的横平面PM)。当接收超声回波信号时，执行形成2D超声换能器阵列ta的行r1、r2、…、rM中的每一行(即，以横向布置的一行)的N个超声换能器元件(例如，若2D超声换能器阵列ta具有128个列，则N为128)的顺序切换(例如，布置在第一行中的换能器元件的切换→布置在第二行中的换能器元件的切换→、…→布置在第M行中的换能器元件的切换)，从而在纵向上移动换能器元件的位置的同时接收超声回波信号。
如在图3的右侧示例性示出的，提供了与在高度方向(纵向)布置且形成一列的M个换能器元件t相应的虚拟列，并且通过使用(再次使用)以形成2D超声换能器阵列ta的各个行的顺序依次接收的超声回波信号，来形成用于高度方向的接收波束形成的超声回波信号。即，从形成2D超声换能器阵列ta的各个行r1、r2、…、rM顺序接收到的超声回波信号沿高度方向布置，并被顺序地存储在与形成一列的超声换能器元件相应的位置中，以在高度方向上形成全孔径，并且使用全孔径执行高度方向上的动态接收聚焦或合成孔径聚焦，从而产生纵平面PL。也就是，通过将通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行中的超声换能器接收到的超声回波信号存储在与形成沿高度方向(纵向)布置的一列的第一超声换能器相应的位置、将通过布置在形成2D超声换能器的第二行中的超声换能器接收到的超声回波信号存储在与形成沿高度方向(纵向)布置的所述列的第二超声换能器相应的位置，并以这种方式将通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行的超声换能器元件接收到的超声回波信号存储在与形成沿高度方向(纵向)布置的所述列的第M超声换能器相应的位置，来形成垂直方向上的全孔径，并使用所述全孔径执行垂直方向上的动态接收聚焦或合成孔径聚焦，从而产生纵平面PL。当完成M个发送/接收事件(例如，64个发送/接收事件)时，可使用侧(横)平面P1、P2、…、PM和纵向平面PL执行感兴趣区域(ROI)的3D(体)波束形成和3D(体)图像产生，其中，所述侧(横)平面P1、P2、…、PM基于通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的各个行r1、r2、…、rM中的超声换能器元件接收到的超声回波信号而产生，所述纵平面PL通过基于根据各个行使用(再次使用)顺序接收到的超声回波信号而形成的高度方向上的超声回波信号(高度方向上的全孔径)的高度方向上的动态接收聚焦或合成孔径聚焦而产生。
图4是示出这样的方法的示图，即，使用2D超声换能器阵列发送、固定和聚焦超声波，使用形成2D超声换能器阵列的各个行的超声换能器元件t接收反射的信号(超声回波信号)，使用接收到的信号执行动态接收聚焦。在图4中，由粗实线示出的部分表示激活元件或激活通道。此外，在与垂直方向平行示出的2D超声换能器阵列ta中，上部的2D超声换能器阵列ta表示发送期间(Tx)的阵列，下部的2D超声换能器阵列ta表示接收(Rx)期间的阵列。
如图4示例性示出的，为了获取第一平面P1(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1的换能器元件t接收到的信号形成的侧(横)平面P1)，在第一发送/接收(Tx/Rx)事件中，基于执行第一角度转向的第一延迟轮廓(delay profile)dp1通过布置在2D超声换能器阵列ta中的所有超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收超声回波信号。然后，在第二发送/接收(Tx/Rx)事件中，基于执行第二角度转向的第一延迟轮廓dp1通过布置在2D超声换能器阵列ta中的所有超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收超声回波信号。以这种方式，在第N发送/接收(Tx/Rx)事件(例如，如果2D超声换能器阵列ta具有128个列，则N为128)中，基于执行第N角度转向的第一延迟轮廓dp1通过布置在2D超声换能器阵列ta中的所有超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收超声回波信号。通过这种方法，可通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收超声回波信号并执行接收到的超声回波信号的动态接收聚焦，来获取第一平面P1(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收的信号形成的侧(横)平面P1)。
接下来，为了获取第二平面P2(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收的信号形成的侧(横)平面P2)，在第一发送/接收(Tx/Rx)事件中，基于执行第一角度转向的第二延迟轮廓dp2通过布置在2D超声换能器阵列ta中的所有超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2的超声换能器元件t接收超声回波信号。在第二发送/接收(Tx/Rx)事件中，基于执行第二角度转向的第二延迟轮廓dp2通过布置在形成2D超声换能器阵列ta中的所有超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收超声回波信号。以这种方式，在第N(例如，如果2D超声换能器阵列ta具有128个列，则N为128)发送/接收(Tx/Rx)事件中，基于执行第N角度转向的第二延迟轮廓dp2通过在2D超声换能器阵列ta中的所有超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t来接收超声回波信号。通过这种方法，可通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收超声回波信号并执行接收到的超声回波信号的动态接收聚焦，来获取第二平面P2(即，由通过2D超声换能器阵列ta的第二行118的超声换能器元件t接收的信号形成的侧(横)平面P2)。
以这种方式，为了获取第M(例如，如果2D超声换能器阵列ta包括64个行，则M为64)平面PM(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM的超声换能器元件t接收到的信号形成的侧(横)平面PM)，在第一发送/接收(Tx/Rx)事件中，基于执行第一角度转向的第M延迟轮廓dpM通过布置在2D超声换能器阵列ta中的所有超声换能器元件t发送、固定和聚焦，超声波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收超声回波信号。接下来，在第二发送/接收(Tx/Rx)事件中，基于执行第二角度转向的第M延迟轮廓dpM通过布置在2D超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收超声回波信号。以这种方式，在第N(例如，如果2D超声换能器阵列ta具有128个列，则N为128)Tx/Rx事件中，基于执行第N角度转向的第M延迟轮廓dpM通过布置在2D超声换能器阵列ta中的所有超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收超声回波信号。通过这种方法，可通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收回波信号并执行接收到的超声回波信号的动态接收聚焦，来获取第M平面PM(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收到的信号形成的侧(横)平面PM)。
如在图4的右侧示例性示出的，提供了与在高度方向(纵向)布置并形成一列的M个超声换能器元件相应的虚拟列，并且通过以形成2D超声换能器阵列ta的各个行的顺序使用(再次使用)依次地接收的超声回波信号，来形成用于在高度方向的接收波束聚焦的超声回波信号。在垂直方向上的接收波束聚焦已参照图3的右侧而描述，并因此省略其详细描述。
图5是示出这样的方法的示图，在所述方法中，通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的一行中的超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波，使用形成2D超声换能器阵列的各个行的超声换能器元件t接收反射信号(超声回波信号)，并使用接收到的信号执行动态接收聚焦。在图5中，由粗实线示出的部分表示激活的元件或激活的通道。此外，在图5中，在与垂直方向平行示出的2D超声换能器阵列ta中，上部的2D超声换能器阵列ta表示发送期间(Tx)的阵列，下部的2D超声换能器阵列ta表示接收(Rx)期间的阵列。
与图4中示出的超声扫描方法和发送/接收波束成形方法相比，除了通过顺序地使用布置在2D超声换能器阵列ta的多个行中的一行中的超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波(即，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波→通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波→，…，→通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t发送、固定和聚焦超声波)之外，图5中示出的超声扫描方法和发送/接收波束成形方法与图4中示出的超声扫描方法和发送/接收波束成形方法相同。因此，将省略图5所示的超声扫描方法和发送/接收波束形成方法的详细描述。
图6是示出这样的方法的示图，在所述方法中，通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的一行中的超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的一行中的超声换能器元件t来接收反射的信号(超声回波信号)，并使用接收到的信号执行动态接收聚焦。在图6中，由粗实线示出的部分表示激活的元件或激活的通道。此外，在图6中，在与垂直方向平行示出的2D超声换能器阵列ta中，上部的2D超声换能器阵列ta表示发送期间(Tx)的阵列，下部的2D超声换能器阵列ta表示接收(Rx)期间的阵列。
如图6中示例性示出的，为了获取第一平面(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收的信号形成的侧(横)平面P1)，在第一发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1的超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收超声回波信号。接下来，在第二发送/接收(Tx/Rx0事件中，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2的超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收超声回波信号。以这种方式，在第M发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收超声回波信号。通过这种方法，可通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收超声回波信号并执行接收到的超声回波信号的动态接收聚焦，来获取第一平面P1(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收的信号形成的侧(横)平面P1)。
接下来，为了获取第二平面P2(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收的信号形成的侧(横)平面P2)，在第一发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收超声回波信号。接下来，在第二发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收超声回波信号。以这种方法，在第M发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件发送散焦的平面波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收超声回波信号。通过这种方法，可通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收超声回波信号并执行接收到的信号的动态接收聚焦，来获取第二平面P2(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收的信号形成的侧(横)平面P2)。
以这种方法，为了获取第M平面PM(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收的信号形成的侧(横)平面PM)，在第一发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t发送散焦的平面波，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t接收超声回波信号。接下来，在第二发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t发送散焦的平面波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t接收超声回波信号。以这种方式，在第M发送/接收(Tx/Rx)事件中，通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM的超声换能器元件t发送散焦的平面波，并且通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收超声回波信号2D。通过这种方法，可通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收超声回波信号并执行接收到的超声回波信号的动态接收聚焦，来获取第二M平面PM(即，由通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t接收的信号形成的侧(横)平面PM)。
此外，如在图6的右侧示例性示出的，提供了在高度方向(纵向)上布置且形成一列的M个超声换能器元件t，并且通过以2D超声换能器阵列ta的各个行的顺序使用(再次使用)依次接收的超声回波信号，来形成用于高度方向的接收波束聚焦的超声回波信号。在垂直方向的接收波束聚焦已参照图3的右侧而描述，并因此省略其详细描述。
图7是示出这样的方法的示图，在所述方法中，通过顺序地使用形成2D超声换能器阵列的多个行中一个行中布置的超声换能器元件t而将散焦的平面波发送、固定和聚焦在近场上(即，通过点(单个)发送来分散并发送波束)，通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的一个行中的超声换能器元件t接收反射的信号(超声回波信号)，并通过使用接收到的信号执行动态接收聚焦。在图7中，由粗实线示出的部分表示激活的元件或激活的通道。此外，在图7中，在与垂直方向平行示出的2D超声换能器阵列ta中，上部的2D超声换能器阵列ta表示发送期间(Tx)的阵列，下部的2D超声换能器阵列ta表示接收(Rx)期间的阵列。
与图6中示出的超声扫描方法和发送/接收波束成形方法相比，除了通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列ta的多个行中的一个行中的超声换能器元件t而将散焦的平面波发送、固定和聚焦在近场上(超声波通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t被发送、固定和聚焦在近场上→超声波通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t被发送、固定和聚焦在近场上→，…，→超声波通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行rM中的超声换能器元件t被发送、固定和聚焦在近场上)之外，图7中示出的超声扫描方法和发送/接收波束形成方法与图6示出的超声扫描方法和发送/接收波束形成方法相同。因此将省略图7中示出的超声扫描方法和发送/接收波束形成方法。
图8是示出这样的方法的示图，在所述方法中，通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的一个行中的超声换能器元件t而将散焦的平面波发送、固定和聚焦在远场上(即，通过点(单个)发送而分散并发送波束)，通过顺序地布置在形成使用2D超声换能器阵列的多个行中的一个行中的超声换能器元件t来接收反射的信号(超声回波信号)，并通过使用接收到的信号执行动态接收聚焦。在图8中，由粗实线示出的部分表示激活的元件或激活的通道。此外，在图8中，在与垂直方向平行示出的2D超声换能器阵列ta中，上部的2D超声换能器阵列ta表示发送期间(Tx)的阵列，下部的2D超声换能器阵列ta表示接收(Rx)期间的阵列。
与图6中示出的超声扫描方法和发送/接收波束成形方法相比，除了通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列ta的多个行中的一个行中的超声换能器元件t而将散焦的平面波发送、固定和聚焦在远场上(超声波通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第一行r1中的超声换能器元件t被发送、固定和聚焦在远场上→超声波通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第二行r2中的超声换能器元件t被发送、固定和聚焦在远场上→，…，→超声波通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的第M行中的超声换能器元件t被发送、固定和聚焦在远场上之外，图8中示出的超声扫描方法和发送/接收波束形成方法与图6中示出的超声扫描方法和发送/接收波束形成方法相同。因此，将省略在图8中示出的超声扫描方法和发送/接收波束形成方法的详细描述。
图9A至图9D是示例性示出用于使用2D超声换能器阵列的3D超声扫描的各种超声发送/接收方法的示图。
正如以上参照图3至图8所述，通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列ta的多个行r1至rM中的一行的超声换能器元件t来接收超声回波信号。然而，不必使用布置在形成2D超声换能器阵列ta的所有行r1至rM的超声换能器元件t来接收超声回波信号，而是可通过顺序地仅使用布置在第一行、第三行、第五行…中的超声换能器元件t(即，仅使用布置在奇数行中的超声换能器)或顺序地仅使用布置在第二行、第四行、第六行…行中的超声换能器元件t(即，仅使用布置在偶数行中的超声换能器)，来接收超声回波信号。
另外，当通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列ta的多个行r1至rMZ中的一个行中的超声换能器元件t来接收超声回波信号时，可使用布置在每行中的全部超声换能器元件t，或可使用布置在每行中的一个或多个超声换能器元件t。
设置将在超声回波信号的接收中使用的行(例如，形成2D超声换能器阵列的所有行、奇数行或偶数行)以及在每个行中将被使用的超声换能器元件t的数量(例如，形成2D超声换能器阵列的每个行中的五个超声换能器元件或一个换能器元件)与扫描速度和波束形成性能紧密相关。也就是，当将在超声回波信号的接收中使用的行的数量或在每个行中将被使用的超声换能器元件t的数量较少时，扫描速度提高，但波束形成性能降低，而当将在超声回波信号的接收中使用的行的数量或在每个行中将被使用的超声换能器元件t的数量较多时，波束形成性能提高，但扫描速度降低。显示单元d通过图形用户界面显示细节，所述细节是用户设置将在超声回波信号的接收中使用的行的数量以及在每个行中将被使用的超声换能器t的数量以执行扫描速度和波束形成性能之间的选择而必需的。
在图9A中示出的示例中，通过形成2D超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t发送超声波，并且以仅使用布置在一行的多个超声换能器元件t中的五个超声换能器元件t来接收超声回波信号的方式，通过顺序地使用布置在形成超声换能器阵列ta的所有行中的一行的超声换能器元件t来接收超声回波信号。这里，随着事件进行，在接收超声回波信号中使用的每行的五个超声换能器元件的位置向右方向移动一列。
在图9B中示出的示例中，通过形成超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t发送超声波，并且以仅使用布置在一行的多个超声换能器元件中的五个超声换能器元件t接收超声回波信号的方式，通过顺序地使用布置在形成超声换能器阵列ta的奇数行(第一行、第三行、第五行、…、)中的一行的超声换能器元件t来接收超声回波信号。这里，随着事件进行，在接收超声回波信号中使用的每个奇数行中的五个换能器元件的位置向右方向移动两列。
通过比较图9A中示出的用于3D超声扫描的超声发送/接收方法与图9B中示出的用于3D超声扫描的超声发送/接收方法，图9A中示出的用于3D超声扫描的超声发送/接收方法相比于图9B中示出的用于3D超声扫描的超声发送/接收方法，具有较低的扫描速度，但是具有更高的波束形成性能。
此外，在图9C示出的示例中，通过形成超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t发送超声波，并且以通过仅使用布置在一行中的一个超声换能器元件t来接收超声回波信号的方式，通过顺序地使用布置在形成超声换能器阵列ta的所有行中的一行中的超声换能器元件t来接收超声回波信号。这里，随着事件进行，在接收超声回波信号中使用的每行中的一个换能器元件的位置向右方向移动一列。
在图9D示出的示例中，通过形成超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t发送超声回波信号，并且以通过仅使用布置在一行的多个超声换能器中的一个超声换能器元件t接收超声回波信号的方式，通过顺序地使用布置在形成超声换能器阵列ta的奇数行(第一行、第三行、第五行、…、行)中的一行超声换能器元件t接收超声回波信号。这里，随着事件进行，在接收超声回波信号中使用的每行中的一个换能器元件的位置向右方向移动两列。
通过比较图9C中示出的用于3D超声扫描的超声发送/接收方法与图9D中示出的用于3D超声扫描的超声发送/接收方法，相比于图9D中示出的用于3D超声扫描的超声发送/接收方法，图9C中示出的用于3D超声扫描的超声发送/接收方法具有更低的扫描速度，但是具有更好的波束形成性能。
图10是超声诊断设备的控制框图。
如在图10中示例性示出的，超声探头p可包括超声换能器阵列ta、超声发送器T、发送/接收切换单元140和超声接收器R。
超声换能器阵列ta可包括：多个超声换能器元件t，根据施加的电压(或电流)产生超声波，将产生的超声波发送到对象中的至少一个目标位置，接收由所述至少一个目标位置反射的超声回波，并将接收到的超声回波转换成电信号。如图1示例性示出的，以阵列布置了多个超声换能器元件t的超声换能器阵列ta安装到超声探头p的端部。如图10示例性示出的，超声换能器阵列ta可以是二维地(即，平面地)布置了多个超声换能器元件t的2D超声换能器阵列ta。
换能器表示将指定类型的能量转换为另一类型的能量的元件。这里，超声换能器可将电能转换成波能，或将波能转换成电能。从而，超声换能器可执行超声产生元件和超声接收元件两者的功能。
超声换能器阵列ta通过根据来自设置在主体101上的控制器110的控制信号而施加到超声换能器ta的脉冲信号或通过AC电流而振动的同时产生超声波。产生的超声波被发送到对象中的目标位置。在这种情况下，从超声换能器阵列ta产生的超声波可被聚焦并发送到对象中的多个目标位置。也就是，产生的超声波可被多聚焦(multi-focuse)并发送到多个目标位置。
从超声换能器阵列ta产生的超声波被对象中的至少一个目标位置反射，并且随后返回到超声换能器阵列ta。超声换能器阵列ta接收由目标位置反射的超声回波。当超声回波抵达超声换能器阵列ta时，超声换能器阵列ta以与超声回波频率相应的频率振动，并输出与超声换能器阵列ta的振动频率相应的AC电流。因此，超声换能器阵列ta可将接收到的超声回波转换成电信号。
由于每个超声换能器元件t接收外部超声波并输出电信号，因此超声换能器阵列ta可输出多个通道的电信号。例如，通道的数量与形成超声换能器阵列ta的超声换能器元件t的数量相同。
超声换能器元件t可包括压电振动器或薄膜。如果将来自外部供电装置或内部电存储装置(例如，诸如电池的电源(未示出))的AC电流施加到压电振动器或薄膜的超声换能器元件t，则压电振动器或薄膜根据施加的AC电流以指定的频率振动，并且指定频率的超声波根据振动频率而被产生。另一方面，如果指定频率的超声回波抵达压电振动器或薄膜，则压电振动器或薄膜根据超声回波振动。这里，压电振动器或薄膜输出与振动频率相应的频率的AC电流。
这里，超声换能器可以是例如利用磁体的磁致伸缩效应的磁致伸缩超声换能器、利用压电材料的压电效应的压电超声换能器、利用成百上千个微机械薄膜发送/接收超声波的电容式微机械超声换能器(cMUT)中的一个。另外，超声换能器可以是可根据电信号产生超声波或根据超声波产生电信号的其它种类的换能器元件中的一个。
超声发送器T用于使2D超声换能器阵列ta将超声信号发送到对象中的目标位置。超声发送器T可包括发送波束形成单元120和发送信号产生单元130。
发送波束形成单元120根据来自控制器110的控制信号形成发送波束，并将发送波束输出至发送信号产生单元130。例如，发送波束形成表示：当多个换能器元件t发送信号时，信号的强度通过叠加增加。发送波束形成单元120基于通过控制器110计算的形成2D超声换能器阵列ta的每个超声换能器t的时间延迟值形成发送波束，并将产生的发送波束发送到发送信号产生单元130。
发送信号产生单元130使用由发送波束形成单元120形成的发送波束，产生超声发送信号。更详细地讲，发送信号产生单元130产生将通过超声探头p发送到对象的发送脉冲。例如，发送信号产生单元130可以是产生超声发送脉冲的超声发送脉冲波形产生器。
发送/接收切换单元140根据从控制器110发送的控制信号(发送控制信号或接收控制信号)而被切换，以将由发送信号产生单元130产生的超声发送脉冲发送到超声探头p中的超声换能器阵列ta，或将由超声换能器阵列ta接收到的超声回波信号发送到超声接收器R。
超声接收器R用于执行由2D超声换能器阵列ta接收到的超声回波信号(发送到对象中的目标位置且随后被目标位置的表面所反射的超声信号)的指定处理。超声接收器R可包括多路复用器150、接收信号处理单元160和接收波束形成单元170。
多路复用器150是选择多个输入线中的一个输入线并将选择的输入线连接到单个输出线的组合电路。如果将由形成2D超声换能器阵列ta的多个行接收到的超声回波信号定义为多路复用器150的输入信号，则多路复用器150从由形成2D超声换能器阵列ta的多个行接收到的超声回波信号中仅选择由一个行接收到的超声回波信号，并将选择的超声回波信号输出到接收信号处理单元160。多路复用器150从形成2D超声换能器阵列ta的多个行输入的信号中，仅选择和输出从一个行输入的信号，因此可起到行选择器的作用。
接收信号处理单元160执行从超声探头p中的2D超声换能器阵列ta接收到的超声回波信号的指定处理。例如，接收信号处理单元160可包括：低噪声放大器(LNA，未示出)，降低从超声换能器阵列ta接收到的模拟信号的噪声；可变增益放大器(VGA，未示出)，根据输入信号控制增益值。VGA可以是根据与焦点的距离补偿增益的时间增益补偿器(TGC)，但本发明的实施例不限于此。
接收波束形成单元170基于从超声换能器阵列ta发送的多个通道的超声信号(即，超声回波信号)，执行波束形成。这里，接收波束形成表示：当多个超声换能器元件t接收信号时，信号的强度通过叠加增加。也就是，通过接收波束形成，可通过对经由多个通道输入的接收信号进行聚焦，来获取对象ob的合适的超声图像。接收波束形成单元170基于形成2D换能器阵列ta的各个超声换能器元件t的时间延迟值形成接收聚焦波束，并将形成的接收聚焦波束发送到在主体m中的图像处理器180。
如图10示例性示出的，主体10可包括控制器110、图像处理器180、输入单元I和显示单元d。
控制器110控制超声诊断设备100的整体操作。更详细地讲，控制器110产生超声诊断设备100的各个构成元件(例如，图10中示出的超声发送器T、发送/接收切换单元140、超声接收器R、图像处理器180和显示单元d)的指定控制信号，从而控制各个构成元件的操作。具体地讲，控制器110计算形成2D超声换能器阵列ta的超声换能器元件t的延迟轮廓，基于计算的延迟轮廓根据2D超声换能器阵列ta的超声换能器元件t和对象的焦点之间的距离差计算时间延迟值，根据计算的时间延迟值允许形成发送/接收波束，并因此允许产生发送/接收信号。
另外，控制器110可根据预定设置或根据通过单独的输入单元i输入的用户指令或命令，产生关于超声诊断设备100的各个构成元件的指定控制命令，从而控制超声诊断设备100。
图像处理器180用于基于通过接收波束形成单元170聚焦(波束形成)的超声信号，产生对象中的目标位置的3D超声图像。图像处理器180可包括图像形成单元181、信号处理单元182、扫描转换器183、存储单元184和体渲染(volume rendering)单元185。
图像形成单元181基于通过接收波束形成单元170聚焦(波束形成)的超声信号，产生对象中的目标位置的相干2D图像或3D(体)图像数据。
信号处理单元182根据诊断模式(诸如B模式或多普勒模式)，将由图像形成单元181形成的相干图像信息转换成超声图像信息。例如，如果B模式被设置为诊断模式，则信号处理单元182执行诸如A/D转换的处理，并实时创建针对B模式图像的超声图像信息。另外，如果D模式(多普勒模式)被设置为诊断模式，则信号处理单元182从超声回波信号提取相位改变信息，计算与成像的横截面的每个点相应的流动(血流)的信息(诸如速度、能量和离散度)，并实时创建针对D模式图像的超声图像信息。
扫描转换器183将从信号处理单元182输入的转换的超声图像信息或存储在存储单元184中的转换的超声图像信息转换成用于显示单元(监控器)d的一般视频信号(即，执行至屏幕格式的格式转换)，并将一般视频信号发送到体渲染单元185。
存储单元184暂时地或非暂时地存储通过信号处理单元182转换的超声图像信息。
体渲染单元185基于从扫描转换器183发送的视频信号执行体渲染，通过纠正渲染的图像信息来产生最终合成图像，并将产生的最终合成图像发送到显示单元d。
输入单元i允许用户输入关于超声诊断设备100的操作的命令。用户可输入超声诊断开始命令、用于选择幅度模式(A模式)、亮度模式(B模式)、彩色模式、多普勒模式(D模式)和运动模式(M模式)中的一个模式的超声模式选择命令，或设置包括感兴趣区域(ROI)的大小和位置的ROI的信息、关于在接收超声回波信号中使用(如上所述)的行的信息(例如，形成超声换能器阵列的所有行或奇数行、偶数行)和/或关于每个行中将被使用的超声换能器元件的数量(例如，在形成超声换能器阵列的每个行中5个超声换能器元件或一个换能器元件)的信息。例如，可将用户可用来输入数据、指令或命令的各种单元(例如，键盘、鼠标、轨迹球、输入板或触摸屏模块)用作输入单元i。
显示单元d显示超声诊断需要的菜单、导航通知以及超声诊断处理期间获取的超声图像。显示单元d可显示由图像处理单元170产生的对象中的目标位置的超声图像。显示在显示单元d上的超声图像可以是A模式超声图像、B模式超声图像或3D立体超声图像。例如，显示单元d可包括阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)。
图11是示出超声诊断设备的控制方法的流程图。
首先，在主体m中的控制器110从输入单元i获取超声成像开始命令、关于将在超声回波信号的接收中使用的行的信息(例如，形成超声换能器阵列的所有行或奇数行或偶数行)、关于将在每行中使用的超声换能器元件的数量(例如，在形成超声换能器阵列的每个行中5个超声换能器元件或一个超声换能器元件)的信息并设置感兴趣区域(ROI)的信息(操作210)。设置的ROI的信息包括设置在参考部分图像中的ROI的大小和位置。这里，参考部分图像表示垂直于发送和接收超声信号的超声探头p和对象之间的接触面的截面的图像。
然后，为了发送超声信号，控制器110计算形成2D超声换能器阵列ta的多个超声换能器元件t的延迟轮廓(操作220)。此外，控制器110基于计算的延迟轮廓，根据2D超声换能器阵列ta的多个超声换能器元件t和对象的焦点之间的距离差计算时间延迟值，并将计算的时间延迟值发送到超声探头p中的发送波束形成单元120。如果如图3和图7所示例性示出的那样发送散焦的平面波，则不需要计算延迟轮廓和时间延迟值，因此操作220可被省略。
然后，控制器110将控制信号发送到发送波束形成单元120和发送信号产生单元130，使得2D超声换能器阵列ta将超声信号发送到对象(操作230)。这里，控制器110可控制超声信号的发送，使得可(如在图3和图4中示意性示出的)使用形成2D超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t发送超声信号，或(正如在图5至图8中示意性示出的)通过顺序地使用形成2D超声换能器阵列ta的多个行中的一个行的超声换能器元件来发送超声信号。
然后，控制器110基于通过输入单元i接收的关于在超声回波信号的接收中使用的2D超声换能器阵列ta的行的信息以及在每个行中将被使用的超声换能器元件的数量，从布置在2D超声换能器阵列ta中的多个超声换能器元件中选择期望在超声回波信号的接收中激活的超声换能器元件(即，激活接收换能器元件)(操作240)。控制器110产生用于激活选择的超声换能器元件的控制信号，并将产生的控制信号发送到多路复用器150。
然后，通过选择的激活接收换能器元件接收超声回波信号(操作250)。接收的超声回波信号在接收信号处理单元160被经历指定处理，并随后被发送到接收波束形成单元170。
然后，接收波束形成单元170基于通过顺序地使用布置在形成2D超声换能器阵列ta的多个行中的一个行中的超声换能器元件而接收到的超声信号，在横向上执行接收波束形成(操作260)。也就是，接收波束形成单元170使用通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的每个行中的超声换能器元件t接收的超声回波信号而在侧向(横向)上执行动态接收聚焦，从而获取与形成2D超声换能器阵列ta的各个行相应的侧平面P1至侧平面PM。
然后，接收波束形成单元170提供与在高度方向(纵向)上布置且形成一个列的M个超声换能器元件t相应的虚拟列，并通过以形成2D超声换能器阵列ta的各个行的顺序使用(再次使用)依次地接收的超声回波信号，在高度方向上执行接收波束形成(操作270)。也就是，接收波束成形器170通过将从形成2D超声换能器阵列ta的各个行r1、r2、…、rM顺序地接收到的超声回波信号顺序地存储在与在高度方向上布置且形成一列的各个超声换能器元件相应的位置来形成全孔径，并使用全孔径在高度方向上执行动态接收聚焦或合成孔径聚焦，从而获取纵向平面PL。
当已完成多个发送/接收事件时，接收波束形成单元170使用侧(横)平面P1、P2、…、PM和纵向平面PL，执行ROI的3D(体)波束形成，其中，所述侧(横)平面P1、P2、…、PM通过对通过布置在形成2D超声换能器阵列ta的各个行r1、r2、…、rM中的超声换能器元件接收到的超声回波信号执行动态接收聚焦而产生，所述纵向平面PL通过基于使用根据各个行而顺序地接收的超声回波信号形成的高度方向(高度方向上的全孔径)的超声回波信号而在高度方向上执行动态接收聚焦或合成孔径聚焦而形成。接收波束形成单元170将3D波束形成的超声信号发送到图像形成单元181。
然后，图像形成单元181基于通过接收波束形成单元170聚焦(波束成形)的超声回波信号，产生ROI的相干3D(体)图像(操作280)。图像形成单元181将产生的3D(体)图像发送至信号处理单元182。
然后，信号处理单元182执行从图像形成单元181发送的3D(体)图像信息的图像处理，并且体渲染单元185基于已执行了图像处理和格式转换的3D图像信息执行体渲染。体渲染单元185纠正渲染的图像信息，从而产生最终合成图像，并将最终合成图像发送到显示单元d。
通过体渲染单元185产生的ROI的3D超声图像(体渲染的图像)根据来自控制器110的控制信号而通过显示单元d显示。
在该实施例中，通过使用形成2D超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t或通过使用布置在形成2D超声换能器阵列ta的多个行中的一行或更多行中的超声换能器元件t来发送超声信号，且通过使用布置在形成2D超声换能器阵列ta的多个行中的一个行中的一个或更多个超声换能器元件t来接收超声回波信号。因此，使用2D超声换能器阵列ta的本实施例可保持与使用1D超声换能器阵列时的系统通道的数量相同，因此可在不增加超声探头p和系统(主体)之间的连接线缆的数量的情况下，使立体波束成形期间的超声图像的分辨率最大化。
上述实施例示出这样的方法，即，超声换能器元件和系统通道被连接，使得可从形成2D超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t或布置在形成2D超声换能器阵列ta的一行或更多行中的超声换能器元件t发送超声信号，并且可通过逐个切换形成2D超声换能器阵列ta的多个行来控制超声回波信号的接收，以减少接收通道的数量并提高立体图像的分辨率。然而，为了增加容积比(volume rate)，可通过逐个切换形成2D超声换能器阵列ta的多个行来控制超声信号的发送，并可使用形成2D超声换能器阵列ta的所有超声换能器元件t或布置在形成2D超声换能器阵列ta的多个行中一个行或更多行中的超声换能器元件t来接收超声回波信号。
从以上描述清楚的是，根据本发明的一实施例的超声诊断设备及其控制方法在使用2D超声换能器阵列产生3D超声图像时可提高3D超声图像的分辨率以及扫描速度。
此外，在使用2D超声换能器阵列产生3D超声图像时，所述超声诊断设备及其控制方法即使使用紧凑型系统(具有低复杂度的系统)也产生对象的3D超声图像。
虽然已示出和描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员清楚的是，在不脱离其范围由权利要求及其等同物限定的本发明的原理和精神的前提下，可进行修改。

Claims (20)

1.一种超声诊断设备，包括：
2D超声换能器阵列，二维布置了多个超声换能器元件；
输入单元，接收用户输入，所述用户输入用于设置将在超声回波信号的接收中使用的行的数量以及在每个行中将被使用的超声换能器元件的数量；
控制器，控制形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件发送超声信号，并控制布置在多个行中的由用户选择的超声换能器元件按照各个行的顺序依次接收超声回波信号；
显示器，被配置为通过图形用户界面显示细节，其中，所述细节是用户设置将在超声回波信号的接收中使用的行的数量以及在每个行中将被使用的超声换能器元件的数量所需的。
2.根据权利要求1所述的超声诊断设备，其中，在超声信号的发送中，控制器控制形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件发送散焦的平面波。
3.根据权利要求1所述的超声诊断设备，其中，在超声信号的发送中，控制器逐行控制布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件发送散焦的平面波。
4.根据权利要求1所述的超声诊断设备，其中，在超声信号的发送中，控制器控制形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件发送超声波，并执行超声波的固定聚焦。
5.根据权利要求1所述的超声诊断设备，其中，在超声信号的发送中，控制器逐行控制布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件发送超声波并执行超声波的固定聚焦。
6.根据权利要求1所述的超声诊断设备，其中，在超声回波信号的接收中，控制器逐行控制布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件接收超声回波信号，其中，一个或多个超声换能器元件被用于接收超声回波信号。
7.根据权利要求1所述的超声诊断设备，其中，在超声回波信号的接收中，控制器控制形成2D超声换能器阵列的多个行被逐行切换来接收超声回波信号，其中，每行中用于接收超声回波信号的超声换能器元件的位置根据切换而移动。
8.根据权利要求1所述的超声诊断设备，其中，控制器准备沿高度方向上的虚拟列，并进行控制，以通过逐行使用布置在形成2D超声换能器阵列的超声换能器来接收超声回波信号并通过将接收到的超声回波信号顺序存储在与超声换能器元件被布置在2D超声换能器阵列的行的位置相应的虚拟列中的位置来产生用于在高度方向上的接收波束形成的超声回波信号。
9.根据权利要求8所述的超声诊断设备，其中，控制器通过使用产生的用于高度方向上的接收波束形成的超声回波信号，来控制高度方向上的动态接收聚焦或合成孔径聚焦。
10.根据权利要求9所述的超声诊断设备，其中，控制器通过使用接收到的超声回波信号和产生的用于高度方向上的接收回波形成的超声回波信号，来控制体波束形成的执行。
11.一种超声诊断设备的控制方法，其中，所述超声诊断设备具有二维地布置了多个超声换能器元件的2D超声换能器阵列，其中，所述控制方法包括如下步骤：
接收用户输入，其中，所述用户输入用于设置将在超声回波信号的接收中使用的行的数量以及在每个行中将被使用的超声换能器元件的数量；
通过使用形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件，来发送超声信号；
通过使用布置在多个行中的由用户选择的超声换能器元件，按照各个行的顺序依次接收超声回波信号；
通过图形用户界面显示细节，其中，所述细节是用户设置将在超声回波信号的接收中使用的行的数量以及在每个行中将被使用的超声换能器元件的数量所需的。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其中，发送超声信号的步骤包括：
通过使用形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件，来发送散焦的平面波。
13.根据权利要求11所述的控制方法，其中，发送超声信号的步骤包括：
通过逐行使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件，来发送散焦的平面波。
14.根据权利要求11所述的控制方法，其中，发送超声信号的步骤包括：
通过使用形成2D超声换能器阵列的所有超声换能器元件，来发送超声波，并执行超声波的固定聚焦。
15.根据权利要求11所述的控制方法，其中，发送超声信号的步骤包括：
通过逐行使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件来发送超声波，并执行超声波的固定聚焦。
16.根据权利要求11所述的控制方法，其中，接收超声回波信号的步骤包括：
通过逐行使用布置在形成2D超声换能器阵列的多个行中的超声换能器元件，来顺序地接收超声回波信号，其中，每行中的一个或多个超声换能器元件被用于接收超声回波信号。
17.根据权利要求11所述的控制方法，其中，接收超声回波信号的步骤包括：
通过逐行切换形成2D超声换能器阵列的多个行，来接收超声回波信号，其中，每行中用于接收超声回波信号的超声换能器元件的位置根据切换而移动。
18.根据权利要求11所述的控制方法，接收超声回波信号的步骤包括：
准备沿高度方向的虚拟列；
通过逐行使用布置在形成2D超声阵列换能器的多个行中的超声换能器来接收超声回波信号；
通过将接收到的超声回波信号顺序存储在与超声换能器元件被布置在2D超声换能器阵列的行的位置相应的虚拟列中的位置，来产生用于高度方向上的接收波束形成的超声回波信号。
19.根据权利要求18所述的控制方法，还包括步骤：通过使用顺序接收到的超声回波信号和产生的用于高度方向上的接收波束形成的超声回波信号，来执行高度方向上的动态接收聚焦或合成孔径聚焦。
20.根据权利要求19所述的控制方法，还包括步骤：通过使用接收到的超声回波信号和产生的用于高度方向上的接收波束形成的超声回波信号，执行体波束形成。
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