DE19819893A1

DE19819893A1 - Verfahren und Einrichtung zum Verbessern der Auflösung und Empfindlichkeit bei der Farbströmungs-Ultraschall-Bildgebung

Info

Publication number: DE19819893A1
Application number: DE19819893A
Authority: DE
Inventors: David John Muzilla; Anne Lindsey Hall; Michael J Washburn; Mir Said Seyed-Bolorforosh; David D Becker; Doralie Martinez; Xiao-Lian Xu
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1998-05-04
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2018-05-05
Also published as: IL124166A; NO982060D0; CN1165263C; JPH1128209A; ITMI980931A1; DE19819893B4; CN1208599A; NO982060L; KR100641589B1; KR19980086766A; IT1305610B1; JP4324256B2; US5908391A

Description

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf die Ul traschallbildgebung der menschlichen Anatomie zum Zwecke der medizinischen Untersuchung. Insbesondere bezieht sich die Er findung auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Darstel lung eines sich bewegenden Fluids oder Gewebes im menschli chen Körper durch Detektieren der Doppler-Verschiebung von Ultraschallechos, die von dem sich bewegenden Fluid oder Ge webe reflektiert werden.

Herkömmliche Ultraschallabtaster oder sog. Ultraschall scanner erzeugen zweidimensionale B-Modus-Abbildungen von Ge webe, in welchen die Helligkeit eines Bildpunktes oder sog. Pixels auf der Intensität der Echoantwort basiert. Bei der Farbströmungsbildgebung kann die Strömung von Blut oder die Bewegung von Gewebe abgebildet werden. Die Messung der Blut strömung im Herzen und in Gefäßen unter Anwendung des Dopp ler-Effektes ist allgemein bekannt. Die Freguenzverschiebung rückgestreuter Ultraschallwellen kann zur Messung der Ge schwindigkeit der "Rückstreuer" aus dem Gewebe oder Blut ver wendet werden. Die Änderung oder Verschiebung in der rückge streuten Freguenz vergrößert sich, wenn Blut auf den Meßum former zufließt, und verkleinert sich, wenn Blut von dem Meß umformer wegfließt. Die Doppler-Verschiebung kann unter An wendung verschiedener Farben zur Darstellung der Geschwindig keit und Richtung der Strömung angezeigt werden. Der Farbströmungsgeschwindigkeitsmodus zeigt hunderte benachbar ter Probenvolumina gleichzeitig und alle farbcodiert an, um die Geschwindigkeit jedes Probenvolumens darzustellen. Die Energie-Doppler-Bildgebung (PDI - Power Doppler Imaging) ist ein Farbströmungsmodus, in welchem die Amplitude des Strö mungssignals anstelle der Geschwindigkeit angezeigt wird. Die Farbströmungsabbildung kann der B-Modus-Abbildung überlagert werden.

Die vorliegende Erfindung ist in ein Ultraschallbildge bungssystem integriert, das aus vier Hauptsubsystemen: einem Strahlbündelformer 2 (siehe Fig. 1), Prozessoren 4 (einschließlich einem getrennten Prozessor für jeden unter schiedlichen Modus), einer Scan-Wandler/Darstellungs-Steue rung 6 und einem Kernel B besteht. Die Systemsteuerung ist in dem Kernel 8 konzentriert, welcher Bedienereingaben über eine Bedienerschnittstelle 10 akzeptiert und wiederum die verschiedenen Subsysteme steuert. Die Hauptsteuerung 12 führt Steuerungsfunktionen auf der Systemebene aus. Sie ak zeptiert Eingaben vom Bediener über die Bedienerschnittstelle 10 sowie Systemstatusänderungen (z. B. Modusänderungen) und führt entsprechende Systemänderungen entweder direkt oder über die Scansteuerung aus. Der Systemsteuerbus 14 stellt die Schnittstelle von der Hauptsteuerung zu den Subsystemen be reit. Die Scanablaufsteuerung 16 liefert Steuereingaben in Echtzeit (akustische Vektorrate) an den Strahlbündelformer 2, den Systemzeittaktgenerator 24, die Prozessoren 4 und den Scanwandler 6. Die Scanablaufsteuerung 16 wird von dem Host rechner mit den Vektorfolgen und den Synchronisationsoptionen für Erfassungen von akustische Bild programmiert. Auf diese Weise steuert die Scanablaufsteuerung die Strahlbündelvertei lung und die Strahlbündeldichte. Der Scanwandler gibt die von dem Hostrechner definierten Strahlbündelparameter über den Scansteuerbus 18 an die Subsysteme weiter.

Der Hauptdatenpfad beginnt mit den digitalisierten HF-Eingangs signalen aus dem Meßumformer für den Strahlbündelfor mer. Gemäß Fig. 2 enthält ein herkömmliches Ultraschallbild gebungssystem ein Meßumformerarray 36, das aus mehreren ge trennt betriebenen Meßumformerelementen 38 besteht, wovon je des ein Ultraschallenergieimpulsbündel oder sog. Ultraschal lenergieburst erzeugt, wenn es mittels einer Pulswellenform, die von einem (nicht dargestellten) Sender erzeugt wird, mit Energie versorgt wird. Die von dem untersuchten Objekt an das Meßumformerarray 36 zurück reflektierte Ultraschallenergie wird durch jedes empfangende Meßumformerelement 38 in ein elektrisches Signal umgewandelt und getrennt an den Strahl bündelformer 2 angelegt.

Die von jedem von Ultraschallenergieburst erzeugten Echo signale werden von Objekten reflektiert, die in aufeinander folgenden Abständen entlang des Ultraschallstrahlbündels an geordnet sind. Die Echosignale werden getrennt von jedem emp fangenden Meßumformerelement 38 erfaßt und die Größe des Echosignals an einem spezifischen zeitlichen Punkt repräsen tiert den Betrag der in einem spezifischen Abstand auftreten den Reflexion. Bedingt durch die Unterschiede in den Ausbrei tungspfaden zwischen einem Ultraschall streuenden Probenvolu men und jedem empfangenden Meßumformerelement 38 werden je doch diese Echosignale nicht gleichzeitig detektiert und wer den deren Amplituden nicht gleich sein. Der Strahlbündelfor mer 2 verstärkt die getrennten Echosignale, verleiht jedem die korrekte Zeitverzögerung, und summiert diese, um ein ein ziges Echosignal zu erzeugen, welches genau die gesamte von dem Probenvolumen reflektierte Energie anzeigt. Jeder Strahl bündelformerkanal 40 empfängt das Echosignal von einem ent sprechenden Meßumformerelement 38.

Um die von den auf jedes Meßumformerelement 38 auftref fenden Echos erzeugten elektrischen Signale gleichzeitig zu summieren, werden von einer Strahlbündelformersteuerung 42 Zeitverzögerungen in jeden einzelnen getrennten Strahlbündel formerkanal 40 eingeführt. Die Strahlbündelzeitverzögerungen für den Empfang sind dieselben Verzögerungen wie die Sende verzögerungen. Die Zeitverzögerung jedes Strahlbündelformer kanals ändert sich jedoch kontinuierlich während des Empfangs des Echos, um eine dynamische Fokussierung des empfangenen Strahlbündels in dem Abstand zu erzeugen, von welchem das Echosignal ausgeht. Die Strahlbündelformerkanäle weisen fer ner eine (nicht dargestellte) Schaltung zum Apodisieren und Filtern der empfangenen Pulse auf.

Die in den Summierer 44 eintretenden Signale sind verzö gert, so daß sie mit verzögerten Signalen aus jedem der ande ren Strahlbündelformerkanäle 40 summiert werden. Die summier ten Signale zeigen die Größe und Phase des Echosignals an, das von einem entlang dem gelenkten Strahlbündel angeordneten Probenvolumen reflektiert wird. Ein Signalprozessor oder De tektor 4 wandelt das empfangene Signal in Darstellungsdaten um.

Der Strahlbündelformer gibt zwei summierte digitale Ba sisband-Empfangsstrahlbündel aus. Die Basisbanddaten werden in einen B-Modus-Prozessor 4A und in einen Farbströmungs-Pro zessor 4B eingegeben, wo sie dem Erfassungsmodus entspre chend verarbeitet und als verarbeitete akustische Vektor- (Strahlbündel)-Daten an den Scan-Wandler/Darstellungs-Pro zessor 6 ausgegeben werden. Der Scan-Wandler/Darstellungs-Pro zessor 6 akzeptiert die verarbeiteten akustischen Daten und gibt die Videodarstellungssignale für die Abbildung in einem Rasterscanformat an einen Farbmonitor 22 aus.

Der B-Modus-Prozessor wandelt das Basisband aus dem Strahlbündelformer in eine logarithmisch komprimierte Version der Signalhüllkurve um. Die B-Funktion bildet die sich zeit lich verändernde Amplitude der Hüllkurve des Signals als eine Grauskala unter Verwendung eines 8-Bit-Ausgangssignals für jedes Pixel ab. Die Hüllkurve eines Basisbandsignals ist die Größe des Vektors, welchen die Basisbanddaten repräsentieren.

Die Freguenz von Schallwellen, die von der Innenseite von Blutgefäßen, Herzhohlräumen usw. reflektiert werden, ist pro portional zu der Geschwindigkeit der Blutzellen verschoben: positiv verschoben für Blutzellen, die sich auf den Meßumfor mer zu bewegen, und negativ für diejenigen, die sich davon weg bewegen. Der Farbströmungs-(CF)-Prozessor wird dazu ver wendet, eine zweidimensionale Echtzeitabbildung der Blutge schwindigkeit in der Abbildungsebene zu erzeugen. Die Blutge schwindigkeit wird berechnet, indem die Phasenverschiebung von Auslösung zu Auslösung bei einem spezifischen Entfer nungs- bzw. Abstandstor (range gate) gemessen wird. Anstelle der Messung des Doppler-Spektrums bei nur einem Abstandstor in der Abbildung wird die mittlere Blutgeschwindigkeit von mehreren Vektorlagen und mehreren Abstandstoren entlang jedem Vektor berechnet, und eine zweidimensionale Abbildung aus dieser Information erstellt. Der Aufbau und die Betriebsweise eines Farbströmungsprozessors sind in dem U.S. Patent 5,524,629 offenbart, dessen Inhalte hiermit durch Bezugnahme beinhaltet sind.

Der Farbströmungsprozessor erzeugt Geschwindigkeits- (8 Bit), Varianz(Turbulenz)- (4 Bit) und Energie- (8 Bit) Signa le. Der Bediener wählt, ob die Geschwindigkeit und Varianz oder die Energie an den Scanwandler ausgegeben werden. Das Ausgangssignal wird in eine Chrominanzsteuerungs-Nachschlage tabelle eingegeben, welche sich in dem Videoprozessor 22 be findet. Jede Adresse in der Nachschlagetabelle speichert 24 Bits. Bei jedem Pixel in der zu erzeugenden Abbildung steuern 8 Bits die Intensität von Rot, 8 Bits die Intensität von Grün und 8 Bits die Intensität von Blau. Diese Bitmuster sind so vorgewählt, daß sich, wenn sich die Strömungsgeschwindigkeit in der Richtung oder Größe verändert, die Farbe des Pixels an jeder Stelle verändert. Beispielsweise wird eine Strömung auf den Meßumformer zu üblicherweise als Rot und eine Strömung von den Meßumformer weg üblicherweise als Blau dargestellt. Je schneller die Strömung ist, desto heller ist die Farbe.

In herkömmlichen Ultraschallbildgebungssystemen sendet das Array der Ultraschallmeßumformer eine Ultraschallstrahl bündel aus und empfängt dann das reflektierte Strahlbündel von dem untersuchten Objekt. Das Array weist mehrere in einer Zeile angeordnete und mit getrennten Spannungen angesteuerte Meßumformer auf. Durch Auswahl der Zeitverzögerung (oder Pha se) und Amplitude der angelegten Spannungen können die ein zelnen Meßumformer so gesteuert werden, daß sie Ultraschall wellen erzeugen, welche sich so kombinieren, daß sie eine Ge samtultraschallwelle erzeugen, die entlang einer bevorzugten Strahlbündelrichtung wandert und in einem gewählten Abstand entlang des Strahlbündels fokussiert ist. Mehrere Auslösungen können dazu verwendet werden, um Daten zu erfassen, welche die gewünschte anatomische Informationen entlang mehreren Scanlinien repräsentieren. Die Strahlbündelformungsparameter von jedem der Auslösevorgänge können variiert werden, um eine Änderung in der Lage des Fokus oder eine anderweitige Verän derung der räumlichen Lage der empfangenen Daten zu erzeugen. Durch Veränderung der Zeitverzögerung und der Amplitude der angelegten Spannungen, kann das Strahlbündel mit seinem Fo kuspunkt in einer Ebene zum Abscannen des Objektes bewegt werden.

Dieselben Prinzipien treffen zu, wenn der Meßumformer da zu verwendet wird, den reflektierten Schall zu empfangen (Empfangsmodus). Die an den empfangenden Meßumformern erzeug ten Spannungen werden so summiert, daß das Gesamtsignal für den Ultraschall indikativ ist, der von einem einzigen Fokus punkt in dem Objekt reflektiert wird. Wie bei dem Sendemodus wird dieser fokussierte Empfang der Ultraschallenergie da durch erzielt, indem den Signalen von jedem empfangenden Me ßumformer getrennte Zeitverzögerungen (und/oder Phasenver schiebungen) und Verstärkungen gegeben werden.

Ein derartiger Scanvorgang umfaßt eine Folge von Messun gen, in welchen die gelenkte Ultraschallwelle gesendet wird, das System nach einem kurzen Zeitintervall auf den Empfangs modus umschaltet und die reflektierte Ultraschallwelle emp fangen und gespeichert wird. Typischerweise werden der Sende vorgang und der Empfangsvorgang bei jeder Messung in dieselbe Richtung gelenkt, um Daten von einer Reihe von Punkten ent lang einer Scanlinie zu erfassen. Der Empfänger wird dyna misch auf eine Aufeinanderfolge von Abständen oder Tiefen entlang der Scanlinie während des Empfangs der reflektierten Ultraschallwellen fokussiert.

In einem Ultraschall-Bildgebungssystem wird der Strahl bündelabstand für eine optimale Abbildung von der Strahlbün delbreite oder der lateralen Punktverteilungsfunktion be stimmt. Die laterale Punktverteilungsfunktion wird von dem Produkt der Wellenlänge und der f-Zahl bestimmt. Die Wellen länge wiederum ist eine Funktion der Mittenfreguenz der Sen dewellenform und der Demodulationsfreguenz des Empfängers. Die f-Zahl ist gleich der Fokustiefe dividiert durch die Apertur.

Die Anzahl ausgelöster Strahlbündel wird von den räumli chen Probenanforderungen und der gewünschten Bild- bzw. Fra merate bestimmt. Die Bildrate ist zu der benötigten Zeit zum Senden und Empfangen aller Strahlbündel, die zur Erstellung eines vollständigen Bildes (Frame) mit Daten erforderlich ist, umgekehrt proportional. Hohe Bildraten sind erforder lich, um die möglichen bewegungsinduzierten Fehler in der Ab bildung zu minimieren. Um eine hohe Bildrate zu erhalten, wird die Anzahl von Strahlbündeln auf dem Minimum gehalten, welches das räumliche Abtasterfordernis nach Nyquist noch er füllt. Wenn weniger Strahlbündel als nach dem minimalen räum lichen Abtasterfordernis notwendig ausgelöst werden, tritt eine räumliche Verfälschung (Aliasing) auf. Bei der optimalen räumlichen Abtastung wird die höchste Auflösung zusammen mit der höchsten Bildrate erzielt.

Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren und eine Ein richtung zum Erhöhen der räumlichen Auflösung und der Emp findlichkeit einer Farbströmungsabbildung unter Beibehaltung einer gewünschten akustischen Bildrate. In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die Ultraschallenergie auf einen schmäler definierten Fokusbereich konzentriert, was eine er höhte Strömungsempfindlichkeit und Gefäßfüllung ermöglicht. Eine bessere Strömungsgleichförmigkeit über dem interessie renden Farbbereich (ROI) wird ebenfalls erhalten.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung nutzt eine An zahl von Techniken, einschließlich der Nutzung von mehreren Sendefokuszonen und Sende- und Empfangsaperturen mit niedri gen f-Zahlen, das heißt von 1,0 bis 3,0. Die Nutzung von meh reren Sendefokuszonen mit niedrigen f-Zahlen erlaubt eine ge naue Fokussierung über einen größeren Tiefenbereich. Ferner werden besondere Wellenformen und besondere Verstärkungskur ven für jede Sendefokuszone verwendet. Jede Sendefokuszone wird bei einem getrennten akustischen Bild (frame) ausgelöst.

Ein adaptiver Bildmittelungsalgorithmus wird zum Zusammenmi schen der in-Fokus-Daten von jedem dieser akustischen Bilder verwendet, sobald die Daten dargestellt werden. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es keine weitere Redu zierung der realen Bildrate gibt, da keine zusätzlichen Aus lösevorgänge gegenüber dem herkömmlichen Einzelfokus-Farb modus gebraucht werden.

Die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung spei chert mehrere sogenannte "Mehrfrequenz-Einstellungen". Jede Mehrfrequenz-Einstellung ist eine besondere Strahlbündelfor mungs- und Wellenform-Einstellung. Jede von diesen Mehrfre quenz-Einstellungen nutzt verschiedene Wellenformen mit un terschiedlichen Anzahlen von Sendezyklen (d. h. Burstlängen), unterschiedlichen f-Zahlen und so weiter. Diese Mehrfrequenz-Ein stellungen sind in den Meßumformersondedateien als soge nannte "schnelle" und "langsame" Strahlbündelformungsparame ter gespeichert. Diese Parameter definieren die gesendete Wellenform dahingehend, wie die Apertur (f-Zahlen, Apodisati on, usw.) genutzt wird, wie das Signal beim Empfang demodu liert wird, die Fokuszonenlagen und mehrere andere Parameter. Ein langsames/schnelles Strahlbündelformungspaar definiert im allgemeinen eine Mehrfrequenz-Einstellung.

Die schnellen Strahlbündelformungsparameter sind diejeni gen Parameter, welche verändert werden können, ohne eine sig nifikante Übergangsverzögerung zu bewirken, wenn der Benutzer Anwendungen oder Mehrfrequenz-Einstellungen verändert. Die langsamen Strahlbündelformungsparameter sind diejenigen Para meter, welche das Laden einer neuen Strahlbündelformungsein stellung in den Systemspeicher erfordern, was eine Verzöge rung von ein paar Sekunden bewirkt, wenn der Benutzer Anwen dungen oder Mehrfrequenz-Einstellungen verändert, welche eine andere langsame Strahlbündelformungseinstellung verwenden.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vortei len anhand der Beschreibung und Zeichnungen von Ausführungs beispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdarstellung, welche die Hauptfunk tionssubsysteme innerhalb eines Echtzeit-Ultraschall-Bild gebungssystems zeigt.

Fig. 2 ist eine Blockdarstellung eines typischen 128-Kanal-Strahlbündelformers in einem herkömmlichen Ultraschall bildgebungssystem.

Fig. 3 ist eine Prinzipskizze, die das Profil des akusti schen Strahlbündels darstellt, welches sich ergibt, wenn das Ultraschallmeßumformerarray eine Apertur mit einer relativ hohen f-Zahl aufweist.

Fig. 4 ist eine Prinzipskizze, die das Profil des akusti schen Strahlbündels darstellt, welches sich ergibt, wenn das Ultraschallmeßumformerarray eine Apertur mit einer relativ niedrigen f-Zahl aufweist.

Fig. 5 ist eine Prinzipskizze, die das Profil des akusti schen Strahlbündels darstellt, welches sich ergibt, wenn meh rere Sendefokuszonen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Fig. 6 eine schematische Blockdarstellung, welche den Al gorithmus zum Erzeugen der Ausgangswerte darstellt, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in die Bild mittelungs-Nachschlagetabelle einzufügen sind.

Fig. 7A und 7B sind Skizzen, welche nicht dezimierte bzw. dezimierte laterale Vektorverteilungen darstellen.

Fig. 8 eine Prinzipskizze, welche eine nicht-gleichmäßige Verteilung von Vektoren lateral über dem Abbildungsbild dar stellen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden niedrige f-Zahlen im Sende- und Empfangsbetrieb (d. h. weite Aperturen) verwendet, um die räumliche Auflösung zu verbes sern. Die Auswirkung der Verwendung von Aperturen mit niedri ger f-Zahl auf das Profil des akustischen Strahlbündels ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Fig. 3 stellt das Ergebnis der Verwendung einer höheren f-Zahl (kleineren Apertur) dar. Die laterale Fokussierung ist am Fokuspunkt nicht sehr scharf, obwohl der Tiefenbereich in der Abstandsdimension ziemlich groß ist. Das in Fig. 4 dargestellte Strahlbündel ist das Er gebnis der Verwendung einer niedrigeren f-Zahl (größeren Apertur). Die laterale Fokussierung ist am Fokuspunkt enger und der Tiefenbereich ist schmäler. In Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich der Bereich der f-Zahlen von 1,0 bis 3,0.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung werden mehrere Sendefokuszonen verwendet. Die Verwendung von mehreren Sendefokuszonen mit niedrigen f-Zahlen löst das Tie fenbereichsproblem, indem es eine genaue Fokussierung über einen größeren Tiefenbereich gemäß Darstellung in Fig. 5 er laubt. Der Abstand der Sendefokuszonen ist proportional zu der f-Zahl mal der Wellenlänge.

Zusätzlich können besondere Wellenformen für jede Fokus zone verwendet werden. Im Nahfeld besitzen die Sendewellen formen relativ kurze Burstlängen. Die Verwendung von Wellen formen mit kürzerer Burstlänge führt zu einer besseren axia len Auflösung auf Kosten der Empfindlichkeiten (weniger Ener gie in der Wellenform) , was durch Verwendung einer größeren Apertur in Nahfeld kompensiert werden kann. Wellenformen mit längerer Burstlänge werden oft im Fernfeld benötigt, um die erforderliche Durchdringung zu erreichen. In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Sendewellenformen von Fokuszone zu Fokuszone variieren. Die Verwendung einer Wellenform mit niedrigerer Freguenz führt zu einer stärkeren Durchdringung in der Tiefe, und die Verwendung einer Wellenform mit höherer Freguenz führt zu ei ner besseren Nahfeldauflösung. Der bevorzugte Bereich für die Demodulationsfreguenz beträgt 1,25 bis 8 MHz, was von der Meßsonde abhängig ist, und die bevorzugte Anzahl von Sende zyklen (d. h. die Burstlänge) ist 2 bis 8 Zyklen, was von der Sendefokustiefe, der Mittenfreguenz und der gewünschten axia len Auflösung anhängig ist. Beispielsweise beträgt die Demo dulationsfrequenz bei einer hoch auflösenden Strahlbündelfor mungseinstellung 5 MHz für alle Fokuszonen; die Anzahl von Sendezyklen gleich 3 für die ersten 10 Fokuszonenlagen (die z. B. 0,4 bis 3,1 cm abdecken); und die Anzahl der Sendezyklen gleich 4 für die 11-te und 12-te Fokuszonenlage (z. B. bei 3,4 bzw. 3,7 cm).

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der Er findung werden besondere Verstärkungskurven für jede Fokuszo ne verwendet. Der Begriff "Verstärkungskurve", wie er hierin gebraucht wird, bezieht sich auf die Art, in welcher sich die Empfängerverstärkung des Systems mit der Tiefe verändert. Bei tieferen Tiefen wird mehr Verstärkung als bei flacheren Tie fen benötigt, da die Abschwächung des akustischen Signals bei tieferen Tiefen stärker ist. Um eine relativ gleichförmige Abbildung über der Tiefe (gleichförmig in der Verstärkung) zu erhalten, muß typischerweise mehr Verstärkung bei tieferen Tiefen angewendet werden. In Übereinstimmung mit der vorlie genden Erfindung tritt jedoch der Großteil der Energie des gesendeten Signals bei oder in der Nähe der Sendefokuszone auf. Eine Verstärkungsanpassung erfolgt durch die Verwendung einer besonderen Verstärkungskurve für jede Fokuszone. Die Verstärkung wird so eingestellt, daß das Signal bei der Fo kuszone etwas höher und von der Fokuszone weg etwas niedriger ist. Auf diese Weise erfaßt der Bildmittelungsalgorithmus das höhere in-Fokus-Signal und minimiert die außer-Fokus-Beiträge von den Bereichen außerhalb der Fokuszonen. Die Verstärkungs kurven sind ein Satz von Zahlen in einer Datei für jede Fo kuszone, wobei die Zahlen die auf das Signal in dieser Verar beitungsstufe angewendete Verstärkung repräsentieren. Diese Verstärkungskurven werden auf der Ausgleichs- bzw. Entzer rungsleiterplatte angewendet, welche ein Teil des Strahlbün delformers ist.

Die erfindungsgemäße Auslösung (Firing) der mehreren Fo kuszonen stellt ein Problem für den bereits in der Bildrate eingeschränkten Farbbildgebungsmodus dar, da vollständige Pa kete für jede Fokuszone ausgelöst werden müssen. Dieses Pro blem wird überwunden, indem jede Fokuszone bei einem getrenn ten akustischen Bild ausgelöst wird. Somit ändert sich die Fokuszonenlage von Bild zu Bild.

Wenn im Farbströmungsmodus gescannt wird, wird eine zwei dimensionale Abbildung dadurch erzeugt, daß ein vertikaler Vektor nach dem anderen von links nach rechtes ausgelöst wird, um einen nur zweidimensionalen Satz von Pixeldaten auf zubauen, welche die Abbildung erzeugen. Dieser Satz vertika ler Datenvektoren ist als akustisches Bild (Frame) der Farb strömungsdaten bekannt. Bei einem Scanvorgang im Farbströ mungsmodus wird jedes akustische Bild mit Farbströmungsdaten, sobald es erfaßt wird, weiterverarbeitet, während das nächste akustische Bild mit Daten erfaßt wird. In Übereinstimmung mit dem Konzept der vorliegenden Erfindung weist jedes akustische Bild nur eine Sendefokuszonenlage für seine Vektoren auf, welche sich von der Sendefokuszonenlage der vorhergehenden und nachfolgenden akustischen Bilder unterscheiden kann. Ein adaptiver Bildmittelungsalgorithmus wird zum Zusammenmischen der in-Fokus-Daten von jedem dieser akustischen Bilder zur Vorbereitung der Darstellung angewendet. In Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Fokuszonen mittels eines nichtlinearen, datenabhängigen Bildmittelung salgorithmus kombiniert. Der Vorteil dieses Verfahrens be steht darin, daß es keine weitere Reduzierung der tatsächli chen Bildrate gibt, da keine weiteren Auslösevorgänge über den herkömmlichen Einzelfokus-Farbmodus hinaus benötigt wer den. Jeder gegebene Strömungssignalpegel in der Abbildung wä re in der Amplitude stärker, wenn die dieser Strömung nächst liegende Fokussierungszone gesendet wird. Dieselbe Strömung würde in der Amplitude schwächer erscheinen, wenn die anderen außer-Fokus-Zonen ausgelöst werden. Der Bildmittelungsalgo rithmus nutzt vorteilhaft diesen Umstand, indem er die stär kere in-Fokus-Strömungsamplitude mehr als die schwächeren au ßer-Fokus-Strömungsamplituden weiterverarbeitet und dadurch eine sich ergebende dargestellte Abbildung erzeugt, welche sowohl eine höhere räumliche Auflösung als auch eine größere Empfindlichkeit ergibt. Dieses funktioniert auch im Geschwin digkeitsmodus gut, da eine schwächere außer-Fokus-Strömung außerhalb der Sendefokuszone dazu neigt, unter den Amplitu denschwellenwert für den Geschwindigkeitsmodus zu fallen und nicht angezeigt wird. Die starke in-Fokus-Strömung bei und in der Nähe des Sendefokus neigt dazu, über diesem Schwellenwert zu liegen, weshalb das Geschwindigkeitssignal angezeigt wird.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Ul traschall-Bildgebungssystem insgesamt 12 Sendefokuszonenlagen auf, die zur Farbströmungsbildgebung zur Verfügung stehen. Diese Fokuszonenlagen können in jeder langsamen Strahlbündel formungseinstellung unterschiedlich definiert sein. Eins, zwei, drei oder vier zusammenhängende Fokuszonen können in dem interessierenden Bereich (ROI) zu jedem Zeitpunkt abhän gig von der Benutzerauswahl und Voreinstellungen aktiv sein. Jede Fokuszone wird bei einem anderen akustischen Bild ausge löst, und der Bildmittelungsalgorithmus wird dann verwendet, um aufeinanderfolgende Fokuszonen zur Erzeugung von Abbildun gen zur Darstellung zu kombinieren. Es gibt auch besondere Verstärkungskurven, welche pro Fokuszone definiert sind, um die Verstärkung über dem Tiefenbereich anzupassen.

Die Erfindung erlaubt bis zu drei unterschiedliche Mehr frequenz-Einstellungen pro Meßsonde, welche vom Benutzer ge wählt werden können und bei allen individuellen Anwendungen voreingestellt werden können. Es werden auch drei Anwendungs gruppen definiert, wovon jede bis zu drei unterschiedliche Mehrfrequenz-Einstellungen aufweisen kann. Dieses erlaubt ein mögliches Maximum von neun (3 × 3) besonderen Strahlbündel formungseinstellungen. Jede Strahlbündelformungseinstellung besteht aus einem besonderen Satz schneller und langsamer Strahlbündelformungsparameter. Zu den schnellen Strahlbündel formungsparametern zählen zumindest die nachstehenden: (1) Demodulationsfreguenz der Fokuszone; (2) Wellenform der Fo kuszone; (3) Anzahl von Sendezyklen pro Fokuszone; (4) den auf das ankommende Empfangssignal angewendeten Frequenzver satz vor der Verschiebung auf das Basisband (um die Mitten freguenz des empfangenen Signals an das Entzerrungsfilter zur Maximierung des Signal/Rausch-Verhältnisses anzugleichen); (5) Abklingzeit; und (6) maximaler Betrag der zulässigen zeitlichen Interpolation. Zu den langsamen Strahlbündelfor mungsparametern zählen: (1) die Fokuszonenlagen; (2) die mi nimale Sende-f-Zahl; und die minimale Empfangs-f-Zahl.

Zusätzlich können besondere Entzerrungsfilter für jede Mehrfrequenzoption für jede Fokuszone getrennt für die Ge schwindigkeits- und Eneregie-Doppler-Bildgebungsmodi gewählt werden. Dieses ermöglicht eine optimale Vorderseiten-ange paßte Filterung pro Fokuszone, um das empfangene Sig nal/Rausch-Verhältnis zu maximieren.

Je mehr die akustische Bildrate gesteigert werden kann, desto besser sehen die zeitlichen Eigenschaften der Strömung für den Benutzer aus und desto leichter wird es für den Bild mittelungsalgorithmus, die Kombination der akustischen Bilder durchzuführen. Aufgrund des Umstandes, daß unterschiedliche Fokuszonen bei verschiedenen akustischen Bildern ausgelöst werden, wird jede gegebene Fokuszone nur nach jeweils n aku stischen Bild aktualisiert, wobei n die Anzahl aktiver Sende fokuszonen in dem interessierenden Bereich (ROI) ist, d. h. 1, 2, 3 oder 4 ist. Wenn die Bildmittelung und die Verstärkungs anpassung für die tatsächliche Bildrate und Anzahl von Fokus zonen nicht korrekt durchgeführt werden, können Probleme, wie z. B. Bildflackern, auftreten. Außerdem kann unnötigerweise eine außer-Fokus-Strömung dargestellt werden.

Der Bildmittelungsalgorithmus ermöglicht die Darstellung der in-Fokus-Strömung und minimiert das Bildflackern von Bild zu Bild als eine Funktion der realen Bildrate und der Anzahl aktiver Fokuszonen. Die Bildmittelung wird durch ein IIR-Filter mit einem Abgriff durchgeführt, welches den Nachwirk pegel auf der Basis der Farbdaten des vorhergehenden und ak tuellen Bildes ermittelt. Bedingt durch die Art der Farbströ mungsbildgebung der vorliegenden Erfindung, welche mehrere Fokuszonen erfordert, müssen die jeder Fokuszone entsprechen den Farbströmungsdaten wirksam gehalten werden, während alle anderen Fokuszonen ausgelöst werden. Eine weitere Funktion, welche durch die Bildmittelung bereitgestellt werden muß, be steht darin, dem stärksten Farbsignal zwischen aufeinander folgenden Bildern eine höhere Priorität zu geben. Dieses er zeugt indirekt eine Funktion, welche die Daten verbindet und diese in einer adaptiven Weise vereint. Bei jedem Bild kommt das stärkste Signal aus den Bereichen nahe dem Sendefokus punkt. Das sind die Daten, welche auf dem Monitor dargestellt werden müssen, während alle anderen Sendefokuszonen ausgelöst werden. Die Dauer, für welche die Daten wirksam gehalten wer den, hängt von der Anzahl der aktiver Sendefokuszonen, der Signalintensität und der Benutzerwahl des Nachwirkungspegels ab. Die Bildmittelung muß alle diese Anforderungen erfüllen.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung weist der (nicht dargestellte) X-Y Anzeigespei cher in dem Scan-Wandler 6 ein Filter mit einer Nachschlage tabelle von Ausgangswerten auf, welche Bild-gemittelte Daten darstellen. Diese Bild-gemittelten Daten werden rechnerunab hängig bzw. off-line und Anwendung des in Fig. 6 dargestell ten Algorithmus ermittelt. Die in Übereinstimmung mit dem Al gorithmus berechneten Ausgangssignale Y_n werden als Teil der Nachschlagetabelle gespeichert.

Die Bildmittelungsschaltung der vorliegenden Erfindung weist einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) auf, der auf der X-Y Anzeigespeicherleiterplatte angeordnet ist. Das RAM weist zwei Eingänge und einen Ausgang auf. Die Nachschlagetabelle ist in dem RAM gespeichert. Der eine Eingang empfängt das ak tuelle Bild der nicht-bildgemittelten Pixeldaten. Der andere Eingang empfängt das vorhergehende Bild der bildgemittelten Pixeldaten über eine Zeitverzögerungsvorrichtung, welche die vorhergehenden Bilddaten um eine Zeit gleich dem Kehrwert der Bildrate verzögert.

Die Bildmittelungs-Filterfunktion wird off-line durch den in Fig. 6 dargestellten Algorithmus implementiert. Die Fil terausgangssignale werden on-line in der Form der Nachschla getabelle gespeichert. Der Algorithmus weist einen Koeffizi enten-A Wählschritt 26 auf, in welchem die Nachwirkkoeffizi enten berechnet und ausgewählt werden. Die Koeffizientenaus wahl ist eine Funktion der akustischen Bildrate, der Anzahl der Fokuszonen und des gewünschten Nachwirkpegels. Diese Fak toren sind zu einer Gruppe zusammengefaßt und in Fig. 6 als ein "LUT Select"-Eingangsignal bezeichnet.

In dem Algorithmus wird der ausgewählte Nachwirkkoeffizi ent p an den einen Eingang eines ersten Multiplizierers 28 ausgegeben. Der andere Eingang des Multiplizierers 28 reprä sentiert das ungefilterte aktuelle Bildeingangssignal X_n. So mit ist das Ausgangssignal des Multiplizierers 28 das Produkt pX_n. Als Folge des Koeffizienten-Wählschrittes 26 wird der Wert (1-p) an den einen Eingang eines zweiten Multiplizie rers 30 ausgegeben. Der andere Eingang des Multiplizierers 30 stellt das Bild-gemittelte vorhergehende Bildausgangssignal aus einer Zeitverzögerungsvorrichtung 34 dar, welche ei ne Verzögerung gleich dem Kehrwert der Bildrate erzeugt. So mit ist das Ausgangssignal des Multiplizierers 30 das Produkt (1-P)Y_n-1. Die Ausgangssignale beider Multiplizierer werden in einen Summierer 32 eingegeben, welcher wiederum das Bild- gemittelte aktuelle Bildausgangssignal erzeugt:

Y_n = pX_n + (1-p)Y_n-1 (1)

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung wird der RAM-Chip mit einem Untersatz mehrerer Nachschlagetabellen geladen, welche off-line erzeugt werden und die Ausgangswerte Y_n enthalten. Die Nachschlagetabellen werden für spezifische Betriebsparameter ausgelegt und sind, wie vorstehend angegeben, eine Funktion der akustischen Bildrate, der Anzahl der Fokuszonen und des gewünschten Nach wirkpegels.

Jede Nachschlagetabelle besteht aus mehreren Ausgangswer ten Y_n, welche off-line mittels des Bildmittelungsalgorithmus der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden. Als Antwort auf die Auswahl verschiedener Betriebsparameter durch den System bediener wird die geeignete Nachschlagetabelle in den RAM-Chip geladen. Diese Nachschlagetabelle wird dann von den kom binierten Eingangssignalen des ungefilterten aktuellen Bildeingangssignals X_n und des Bild-gemittelten vorhergehen den Bildausgangssignals Y_n-1 adressiert, um die Ausgangs signale Y_n auszugeben, welche das Ergebnis der off-line er stellten Bildmittelungs-Filterfunktion sind.

In Übereinstimmung mit dem Bildmittelungsverfahren der vorliegenden Erfindung werden die Ausgangssignalwerte Y_n un ter Verwendung von Nachwirkkoeffizienten berechnet, welche eine Funktion der normierten Differenz Δ_norm zwischen den Si gnalpegeln des vorhergehenden Bilds und des aktuellen Bilds sind. Diese wird erhalten, indem die absolute Differenz zwi schen den Signalpegeln des aktuellen Bilds und des vorherge henden Bilds genommen und das Ergebnis durch den arithmeti schen (oder geometrischen) Mittelwert der zwei Daten divi diert wird:

Δ_norm = |X_n - Y_n-1| /(|X_n + Y_n-1|/2) (2)

Das Ergebnis von Gleichung (2) wird zur Bestimmung des Be trags der Nachwirkung in der Abbildung verwendet. Die Nach wirkung ist dadurch definiert, wieviel von den Daten in dem vorhergehenden und in dem aktuellen Bild zur Bestimmung des Ausgangssignals Y_n zu verwenden sind (siehe Gleichung (1)), wobei der Nachwirkungskoeffizient p entweder:

p = 1 - f(-((Δ_norm - k₁)k₂) + k₄)^k3 (3)

oder

p = k + f(((Δ_norm - k₁)k₂) + k₄)^k3 (4)

ist, wobei f eine nicht-lineare Funktion ist, und k, k₁, k₂, k₃ und k₄ Konstanten mit Werten sind, die von der Anzahl der aktiven Sendefokuszonen, der akustischen Bildrate und dem von dem Systembediener gewählten Nachwirkungspegel abhängen. Die bevorzugte Funktion f ist die Exponentialfunktion (exp) für Gleichung (3) und die Hyperbeltangens-Funktion (tanh) für Gleichung (4). Das bevorzugte Verfahren zum Vorausberechnen der Bildgemittelten Ausgangswerte verwendet in Übereinstim mung mit Gleichung (4) unter Verwendung der tanh-Funktion er zeugte Koeffizienten.

Ein Ausgangswert Y_n wird für jedes mögliche Paar von Ein gangswerten von X_n und Y_n-1 Werten für jeden einzelnen von mehreren Betriebsbedingungssätzen berechnet. Die Ausgangswer te Y_n werden als getrennte Nachschlagetabellen im Systemspei cher, jeweils als eine besondere Nachschlagetabelle für jeden Satz von Betriebsbedingungen, gespeichert. Die geeignete Nachschlagetabelle wird in dem RAM-Chip als Antwort auf die Auswahl der gewünschten Betriebsbedingungen, z. B. der akusti schen Bildrate, der Anzahl der Fokuszonen und des Nachwir kungspegels durch den Systembediener gespeichert. Die Pixel daten werden dann abhängig von den aus der Nachschlagetabelle ausgelesenen Filterausgangswerten solange Bild-gemittelt, wie die gewählten Betriebsparameter wirksam bleiben. Die Ein gangsdaten können entweder Scan-umgewandelte Bilddaten oder (nicht Scan-umgewandelte) akustische Zeilendaten sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Vektordichte dezimiert werden, um die gewünschten akustischen Bilddaten beizubehalten. Ein Maximum von zwei Strahlbündel-geformten Vektordichtesätzen kann für den Farb strömungsmodus definiert werden. Gemäß Fig. 1 wird die Scan ablaufsteuerung 16 von dem Hostrechner mit diesen Vektordich tesätzen programmiert. Um einen Ausgleich zwischen Auflösung und Bildrate zu ermöglichen, ist die Möglichkeit vorgesehen, eine Dezimierung auf eine niedrigere Vektordichte von einer der zwei ursprünglichen Vektordichten durchzuführen, wie es in Fig. 7A und 7B dargestellt ist. Auch eine nicht gleichmä ßige Verteilung von Vektoren lateral über die Abbildung ist erlaubt, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Bevorzugt wird ei ne parabolische Verteilung verwendet, obwohl die erfindungs gemäße Vektorverteilung nicht auf eine parabolische Abstands funktion beschränkt ist. Eine ungleichmäßige Vektorverteilung erlaubt die Verwendung weniger Vektoren an den Seiten im Ver gleich zum Mittelpunkt der Abbildung, da die Apertur bei der Bildgebung zu den Rändern der Abbildung hin kleiner wird. Dieses ermöglicht eine Verbesserung der Bildrate unter Beibe haltung der hoch auflösenden Vektordichte in der Abbildungs mitte, wo die volle Apertur genutzt werden kann.

Die vorstehenden bevorzugten Ausführungsbeispiele wurden nur zum Zwecke der Darstellung offenbart. Varianten und Modi fikationen der Konzepte der Erfindung werden für den Fachmann auf dem Gebiet der Ultraschallbildgebung ohne weiteres er sichtlich sein. Alle derartigen Varianten und Modifikationen sollen daher von den nachstehend beschriebenen Ansprüchen mit abgedeckt sein.

Claims

1. Verfahren zur Abbildung eines Mediums von sich be wegenden Ultraschall streuenden Elemente mit den Schrit ten:
Senden eines ersten Satzes von Ultraschallstrahlbün deln auf das Medium zum Erzeugen eines ersten Bildes von Pixelströmungsdaten, wobei jeder von den Ultraschall strahlbündeln des ersten Satzes eine erste Sendefokuszo nenlage besitzt;
Senden eines zweiten Satzes von Ultraschallstrahlbün deln auf das Medium zum Erzeugen eines zweiten Bildes von Pixelströmungsdaten, wobei jeder von den Ultraschall strahlbündeln des zweiten Satzes eine sich von der ersten Sendefokuszonenlage unterscheidende zweite Sendefokuszo nenlage besitzt;
Erfassen der ersten und zweiten Bilder von Pixelströ mungsdaten in Folge, wobei der zweite Bild nach dem er sten Bild erfaßt wird;
Ausgeben eines ersten aktuellen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten als Funktion eines Bild mittelnden Algorithmus, des zweiten Bildes von Pixelströ mungsdaten, und eines zuvor ausgegebenen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten, wobei das zuvor ausgege bene Bild seinerseits als Funktion des Bild-mittelnden Algorithmus, des ersten Bildes von Pixelströmungsdaten und eines nächsten, zuvor ausgegebenen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten ausgegeben wurde; und
bildliches Darstellen des ersten aktuellen Bilds Bild-gemittelter Pixelströmungsdaten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Pixelströ mungsdaten Strömungsgeschwindigkeitsdaten beinhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Pixelströ mungsdaten Energie-Doppler-Daten beinhalten.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine erste Ver stärkungskurve auf das erste Bild von Pixelströmungsdaten angewendet wird, und eine sich von der ersten Verstär kungskurve unterscheidende, zweite Verstärkungskurve auf das zweite Bild von Pixelströmungsdaten angewendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Ultraschall strahlbündel des ersten Satzes eine erste Burstlänge auf weist, und ein Ultraschallstrahlbündel des zweiten Satzes eine sich von der ersten Burstlänge unterscheidende zwei te Burstlänge aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Ultraschall strahlbündel des ersten Satzes eine erste Mittenfreguenz aufweist, und ein Ultraschallstrahlbündel des zweiten Satzes eine sich von der ersten Mittenfreguenz unter scheidende zweite Mittenfreguenz aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Sätze von Ultraschallstrahlbündeln mittels eines Meßumformerarrays mit einer Apertur mit einer f-Zahl in dem Bereich 1,0 bis 3,0 gesendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ultraschal lechos unter Verwendung eines Meßumformerarrays mit einer Apertur mit einer f-Zahl in dem Bereich 1,0 bis 3,0 emp fangen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der bildmittelnde Algorithmus einen Nachwirkungskoeffizienten berechnet, welcher eine Funktion der normierten Differenz zwischen den Signalpegeln der ersten und zweiten Bilder ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend:
Senden eines dritten Satzes von Ultraschallstrahlbün deln auf das Medium zum Erzeugen eines dritten Bildes von Pixelströmungsdaten, wobei jedes Ultraschallstrahlbündel des dritten Satzes eine sich sowohl von der ersten als auch zweiten Sendefokuszonenlage unterscheidende dritte Sendefokuszonenlage besitzt;
Erfassen des dritten Bildes von Pixelströmungsdaten nach der Erfassung des zweiten Bildes;
Ausgeben eines zweiten aktuellen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten als Funktion des Bild- mittelnden Algorithmus, des dritten Bildes von Pixelströ mungsdaten und des ersten Bildes Bild-gemittelter Pixel strömungsdaten; und
bildliches Darstellen des zweiten aktuellen Bildes Bild-gemittelter Pixelströmungsdaten.

11. Einrichtung zur Abbildung eines Mediums von sich bewegenden Ultraschall streuenden Elementen, enthaltend:
eine Einrichtung zum Senden eines ersten Satzes von Ultraschallstrahlbündeln auf das Medium zum Erzeugen ei nes ersten Bildes von Pixelströmungsdaten, wobei jedes Ultraschallstrahlbündel des ersten Satzes eine erste Sen defokuszonenlage besitzt;
eine Einrichtung zum Senden eines zweiten Satzes von Ultraschallstrahlbündeln auf das Medium zum Erzeugen ei nes zweiten Bildes von Pixelströmungsdaten, wobei jedes Ultraschallstrahlbündel des zweiten Satzes eine sich von der ersten Sendefokuszonenlage unterscheidende, zweite Sendefokuszonenlage besitzt;
eine Einrichtung zum Erfassen der ersten und zweiten Bildes von Pixelströmungsdaten in Folge, wobei das zweite Bild nach dem ersten Bild erfaßt wird;
eine Filtermittelungseinrichtung zum Ausgeben eines ersten aktuellen Bildes Bild-gemittelter Pixelströmungs daten als Funktion eines Bild-mittelnden Algorithmus, des zweiten Bildes von Pixelströmungsdaten und eines zuvor ausgegebenen Bildes Bild-gemittelter Pixelströmungsdaten, wobei das zuvor ausgegebene Bild seinerseits als Funktion des Bild-mittelnden Algorithmus, des ersten Bildes von Pixelströmungsdaten und eines nächsten zuvor aus gegebenen Bildes Bild-gemittelter Pixelströmungsdaten ausgegeben wurde; und
einer Einrichtung zum bildlichen Darstellen des er sten aktuellen Bildes Bild-gemittelter Pixelströmungsda ten.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, wobei die Erfassungs einrichtung Mittel zum Berechnen der Strömungsgeschwin digkeit enthält.

13. Einrichtung nach Anspruch 11, wobei die Erfassungs einrichtung Mittel zum Berechnen der Strömungsenergie enthält.

14. Einrichtung nach Anspruch 11, ferner mit Mitteln zum Speichern erster und zweiter Verstärkungskurven, wo bei sich die erste Verstärkungskurve von der zweiten Ver stärkungskurve unterscheidet, Mitteln zum Anwenden der ersten Verstärkungskurve auf das erste Bild von Pixel strömungsdaten und Mitteln zum Anwenden der zweiten Ver stärkungskurve auf das zweite Bild von Pixelströmungsda ten.

15. Einrichtung nach Anspruch 11, wobei ein Ultra schallstrahlbündel des ersten Satzes eine erste Burstlän ge aufweist, und ein Ultraschallstrahlbündel des zweiten Satzes eine sich von der ersten Burstlänge unterscheiden de zweite Burstlänge aufweist.

16. Einrichtung nach Anspruch 11, wobei ein Ultra schallstrahlbündel des ersten Satzes eine erste Mitten freguenz aufweist, und ein Ultraschallstrahlbündel des zweiten Satzes eine sich von der ersten Mittenfreguenz unterscheidende zweite Mittenfreguenz aufweist.

17. Einrichtung nach Anspruch 11, ferner mit einem Meß umformerarray mit einer Sendeapertur mit einer f-Zahl in dem Bereich 1,0 bis 3,0.

18. Einrichtung nach Anspruch 11, ferner mit einem Meß umformerarray mit einer Empfangsapertur mit einer f-Zahl in dem Bereich 1,0 bis 3,0.

19. Einrichtung nach Anspruch 11, wobei der bildmit telnde Algorithmus einen Nachwirkungskoeffizienten be rechnet, welcher eine Funktion der normierten Differenz zwischen den Signalpegeln der ersten und zweiten Bilder ist.

20. Verfahren zur Abbildung eines Mediums von sich be wegenden Ultraschall streuenden Elementen, enthaltend die Schritte:
Speichern eines Vektordichtesatzes;
Senden eines ersten Satzes von Ultraschallstrahlbün deln auf das Medium, um ein erstes Bild von Pixelströ mungsdaten zu erzeugen, wobei jedes Ultraschallstrahlbün del des ersten Satzes eine erste Sendefokuszonenlage be sitzt und in Übereinstimmung mit einer Dezimierung des gespeicherten Vektordichtesatzes gesendet wird;
Senden eines zweiten Satzes von Ultraschallstrahlbün deln auf das Medium, um ein zweites Bild von Pixelströ mungsdaten zu erzeugen, wobei jedes Ultraschallstrahlbün del des zweiten Satzes eine sich von der ersten Sendefo kuszonenlage unterscheidende zweite Sendefokuszonenlage besitzt und in Übereinstimmung mit der Dezimierung des gespeicherten Vektordichtesatzes gesendet wird;
Erfassen der ersten und zweiten Bilder von Pixelströ mungsdaten in Folge, wobei das zweite Bild nach dem er sten Bild erfaßt wird;
Ausgeben eines ersten aktuellen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten als Funktion eines Bild- mittelnden Algorithmus, des zweiten Bildes von Pixelströ mungsdaten und eines zuvor ausgegebenen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten, wobei das zuvor ausgege bene Bild seinerseits als Funktion des Bild-mittelnden Algorithmus, des ersten Bildes von Pixelströmungsdaten und eines nächsten zuvor ausgegebenen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten ausgegeben wurde; und
bildliches Darstellen des ersten aktuellen Bildes Bild-gemittelter Pixelströmungsdaten.

21. Verfahren zur Abbildung eines Mediums von sich be wegenden Ultraschall streuenden Elementen, enthaltend die Schritte:
Senden eines ersten Satzes von Ultraschallstrahlbün deln auf das Medium, um ein erstes Bild von Pixelströ mungsdaten zu erzeugen, wobei jedes Ultraschallstrahlbün del des ersten Satzes eine erste Sendefokuszonenlage be sitzt und in Übereinstimmung mit einem Vektordichtesatz mit einer ungleichmäßigen lateralen Verteilung gesendet wird;
Senden eines zweiten Satzes von Ultraschallstrahlbün deln auf das Medium, um ein zweites Bild von Pixelströ mungsdaten zu erzeugen, wobei jedes Ultraschallstrahlbün del des zweiten Satzes eine sich von der ersten Sendefo kuszonenlage unterscheidende zweite Sendefokuszonenlage besitzt und in Übereinstimmung mit dem Vektordichtesatz mit der ungleichmäßigen lateralen Verteilung gesendet wird.
Erfassen der ersten und zweiten Bilder von Pixelströ mungsdaten in Folge, wobei das zweite Bild nach dem er sten Bild erfaßt wird;
Ausgeben eines ersten aktuellen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten als Funktion eines Bild- mittelnden Algorithmus, des zweiten Bildes von Pixelströ mungsdaten und eines zuvor ausgegebenen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten, wobei das zuvor ausgege bene Bild seinerseits als Funktion des Bild-mittelnden Algorithmus, des ersten Bildes von Pixelströmungsdaten und eines nächsten zuvor aus gegebenen Bildes Bild- gemittelter Pixelströmungsdaten ausgegeben wurde; und
bildliches Darstellen des ersten aktuellen Bildes Bild-gemittelter Pixelströmungsdaten.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die ungleichmäßi ge laterale Verteilung parabolisch ist.