DE4010367A1 - Strahlbildungsverfahren und zugehoerige vorrichtung in einem ultraschall-bilderzeugungssystem - Google Patents
Strahlbildungsverfahren und zugehoerige vorrichtung in einem ultraschall-bilderzeugungssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strahlbildung aus
Empfangssignalen von Ultraschallwellen und eine Vorrichtung
dafür in einem Ultraschall-Bilderzeugungssystem, insbesondere
in einem Ultraschall-Bilderzeugungssystem mit elektronischer
Abtastung.
Als eine Empfangsstrahl-Bildungsschaltung in einem herkömmli
chen Ultraschall-Bilderzeugungssystem ist zum Beispiel eine
Strahlbildungsschaltung bekannt, die eine Verzögerungsein
richtung verwendet, welche ihre Verzögerungsoperation durch
Abtasten ausführt, wie offenbart in der ungeprüften japani
schen Patentveröffentlichung 61-76 142.
In dem erwähnten Verfahren dieser Art besteht das Problem der
Verminderung des Rauschabstandes aufgrund des Auftretens von
Verzögerungsschaltrauschen oder aufgrund des Auftretens von
periodischem Rauschen. Das Verzögerungsschaltrauschen ist
eine Art von Schaltrauschen aufgrund dynamischer Fokussie
rung, bei welcher die Größe der Verzögerung eines Emp
fangsechosignals durch Veränderung einer Brennpunktstellung
geschaltet wird. Andererseits entsteht das periodische Rau
schen (was zu einem "Feststrukturrauschen" (fixed pattern) in
dem dargestellten Bild wird) in einer sogenannten Parallelab
tastung, bei welcher die jeweiligen Abtastzeitpunkte einer
Mehrzahl von parallel verbundenen geschalteten Kondensatoren
relativ zueinander verschoben werden, um dadurch die Abtast
frequenz hoch zu machen.
Ein Ziel der Erfindung ist daher die Lösung des Problems des
herkömmlichen Verfahrens, wie oben beschrieben.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines
Strahlbildungsverfahrens und einer Vorrichtung dafür, in
welchen der Einfluß des oben erwähnten Verzögerungsschaltrau
schens und periodischen Rauschens auf ein Empfangssignal
eliminiert wird, um damit zu ermöglichen, eine Empfangs
strahlbildung mit gutem Rauschabstand durchzuführen.
Um die genannten Ziele zu erreichen, wird gemäß der Erfindung
ein Empfangsechosignal verarbeitet durch folgende Schritte:
- a) es wird ein Bereich vorgesehen, in welchem Ultra schallsendung/empfang nicht durchgeführt wird, so daß ein Verzögerungsschalter für dynamischen Brennpunkt und ein zu dem Schalter paralleles Abtastelement betätigt werden, um in dem oben erwähnten Bereich zu arbeiten, und das Schaltrau schen und das periodische Rauschen, das als Offsetdifferenzen in diesem Bereich entsteht, werden in einer Speichereinrich tung gespeichert;
- b) in einem anderen Bereich, in welchem Ultraschallsen dung/empfang durchgeführt wird, um die tatsächliche Messung auszuführen, wird das in der Speichereinrichtung in dem Schritt (a) gespeicherte Rauschsignal aus der Speicherein richtung ausgelesen, und das ausgelesene Rauschsignal wird in einem Differenzverstärker subtrahiert von einem Empfangssig nal, dem Schaltrauschen und periodisches Rauschen überlagert sind, um dadurch das Empfangssignal zu erhalten, in welchem das Rauschen eliminiert worden ist; und
- c) das Signal, welches in dem Schritt (b) erhalten wird, und in welchem das Rauschen eliminiert worden ist, wird ver arbeitet in einer TGC-Schaltung (time gain constant circuit) und einer Kompressions- und Detektorschaltung, die in den nächsten Stufen vorgesehen sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ultraschall-Bilderzeugungs
systems, das eine Strahlbildungsschaltung gemäß der
Erfindung verwendet;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Empfangsstrahl-Bildungs
schaltung gemäß der Erfindung;
Fig. 3 und 4 Zeitdiagramme zur Erläuterung des Prinzips der
Rauschelimination;
Fig. 5A, 5B und 5C Blockschaltbilder, die jeweils die Gestaltung des
Strahlbildungsabschnitts zeigen;
Fig. 6A ein Diagramm der Ausführungsform der Parallelzeit
steuerung;
Fig. 6B ein Diagramm zur Erläuterung der Entstehung von
periodischem Rauschen; und
Fig. 7A, 7B und 7C Diagramme der Ausführungsformen der Rausch-
Schreib/Lese-Einrichtung.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Ausfüh
rungsform des Ultraschall-Bilderzeugungssystems zeigt, wel
ches eine Empfangsstrahl-Bildungsschaltung gemäß der Erfin
dung verwendet. Zuerst wird die Gesamtgestaltung beschrieben.
In Fig. 1 wird der Aufbau gebildet durch: eine Empfangs
strahl-Bildungsschaltung 10 mit einem Verzögerungsnetz 2 und
einem Addierer 3, eine Wandlermatrix(-anordung) 11 zum Sen
den/Empfangen einer Ultraschallwelle, eine Schalteinrichtung
12 zur Durchführung linearer oder konvexer elektronischer Ab
tastung, Treiber 13 zur Erzeugung eines digitalen Verzöge
rungssignals zur Durchführung der Ultraschallwellen-Sende
steuerung, einen Empfangsverstärker 14 zur Verstärkung
einer Ultraschallempfangswelle, eine Signalverarbeitungs
schaltung 15, einen Displayabschnitt 16 sowie eine Steuer
schaltung 20 zur Steuerung der gesamten Schaltung einschließ
lich der Strahlbildungsschaltung 10.
Das Ultraschall-Bilderzeugungssystem dieser Ausführungsform
arbeitet folgendermaßen: Wenn die Wellensendeschaltung 13 ein
Sendesignal an die Schalteinrichtung 12 liefert, wählt die
Schalteinrichtung 12 aus den Elementen der Wandlermatrix 11
die erforderlichen Elemente aus, so daß die Wandlermatrix 11
das Sendesignal nur durch die Elemente der Wandlermatrix 11
überträgt, die durch die Schalteinrichtung 12 gewählt sind,
um dadurch einen gewünschten Sendewellenstrahl zu bilden. Re
flexionswellen (reflection echos) von einem (nicht gezeigten)
Gegenstand bezüglich des Sendewellenstrahls werden empfangen
und durch die Wandlermatrix 11 umgeformt, und nur die durch
die Schalteinrichtung 12 gewählten elektrischen Signale wer
den durch den Empfangsverstärker 14 verstärkt.
Um den gewünschten Empfangswellenstrahl entsprechend der
Brennpunktstellung und Strahlrichtung in der Strahlbildungs
schaltung 10 auf der Grundlage einer Instruktion von der
Steuerschaltung 20 zu bilden, wird das Ausgangssignal des
Empfangsverstärkers 14 der Strahlbildungsschaltung 10 zuge
führt, und die Eingangssignale werden in einem Strahlbil
dungsabschnitt in der Strahlbildungsschaltung 10 verzögert.
Nachdem die Eingangssignale phasengleich gemacht worden sind,
werden die Eingangssignale in einem Addierer in der Strahl
bildungsschaltung 10 zueinander addiert. Das Ausgangssignal
des Addierers wird der oben erwähnten Rauschelimininations
verarbeitung unterworfen. Danach wird das Ausgangssignal von
der Strahlbildungsschaltung in der Signalverarbeitungsschal
tung 15 der Signalverarbeitung wie beispielsweise TGC, Kom
pression, Demodulation usw. unterworfen, und das Ausgangssig
nal von der Signalverarbeitungsschaltung 15 wird in dem Dis
playabschnitt 16 dargestellt.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der
Strahlbildungsschaltung 10 gemäß der Erfindung. Die Strahl
bildungsschaltung 10 umfaßt: Eingangsklemmen 1-1, 1-2, ...
zum Empfangen der Empfangssignale, die von den jeweiligen
Elementen der Wandlermatrix 11 über den Empfangsverstärker 14
zugeführt werden, ein Verzögerungsnetz 2, das aus Verzöge
rungselementen 2-1, 2-2, ... und Schaltern 3-1, 3-2, ...
gebildet wird, einen Addierer 3 zum Addieren der jeweiligen
Ausgangssignale des Verzögerungsnetzes 2 zueinander, ein
Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4, welche unten beschrieben
wird, eine Steuerschaltung 5 zur Steuerung der Verzögerungs
und Schaltoperation des Verzögerungsnetzes 2 und der Spei
cher- und Leseoperation der Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung
4, einen Differenzverstärker 6, eine Ausgangsklemme 7 der
Strahlenbildungsaddition, einen Verstärker 8 zum Verstärken
des Rauschsignals zur relativen Verminderung des Einflusses
des Digitalrauschens in der Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4
sowie einen Abschwächer 9 zur Umwandlung des Rauschpegels in
den ursprünglichen Rauschpegel, wenn das Rauschsignal ausge
lesen wird. Der Verstärker 8 und der Abschwächer 9 werden
vorgesehen, wenn es die Umstände erfordern. Eine Echowelle
von einem von der Wandlermatrix 11 weit entfernten Brennpunkt
erreicht die Wandlermatrix 11 in einem Zustand, in welchem
die Echowelle eine sphärische Wellenfläche von großem Krüm
mungsradius aufweist, und im Gegensatz dazu erreicht eine
Echowelle von einem der Wandlermatrix 11 näheren Brennpunkt
die Wandlermatrix 11 in einem Zustand, in welchem die Echo
welle eine sphärische Wellenfläche von kleinem Krümmungsra
dius aufweist. Dementsprechend sind die Größen der Verzöge
rung, die für die jeweiligen Eingangssignale einzustellen
sind, welche von dem Verzögerungsnetz 2 empfangen werden, je
nach der Brennpunktstellung voneinander verschieden. Ferner
variiert die Größe der Verzögerung, die für jedes von dem
Verzögerungsnetz 2 empfangenen Eingangssignal einzustellen
ist, in Abhängigkeit von der Art des Auffangens des Eingangs
signals, ob nämlich die Empfangswelle als ein Echostrahl in
der schrägen Richtung aufgefangen wird oder als ein
Echostrahl in der Frontalrichtung aufgefangen wird. Dement
sprechend wird entsprechend der Brennpunktstellung und der
Strahlrichtung des Ultraschallwellenstrahls die erwünschte
Verzögerung an jedem Empfangssignal durchgeführt mittels der
Verzögerungselemente 2-1, 2-2, ... und der Schalter 3-1, 3-2,
..., und die so verzögerten Empfangssignale werden der Strah
lenbildungsaddition mittels des Addierers 3 unterworfen.
Andererseits erzeugen die Schalter 3-1, 3-2, ... Schaltrau
schen. Anhand der Fig. 3 und 4 wird nachfolgend ein Ver
fahren beschrieben, wie dieses Schaltrauschen zu eliminieren
ist.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm des Zeitablaufs der Rahmensynchro
nisation X und der Wellensendezeit Y in dem Fall der Bildung
eines B-Modus-Bildes in dem Ultraschall-Bilderzeugungssystem
gemäß der Erfindung. Das Zeitintervall der Rahmensynchronisa
tion X wird wiedergegeben durch T, und das Zeitintervall der
Wellensendezeit Y wird wiedergegeben durch t. Die Periode, in
der das Rahmensynchronisationssignal X sich auf H-Pegel be
findet, zum Beispiel der Bereich, wo das Wellensendezeitsig
nal Y gleich A ist, wird als Austastperiode oder Vorberei
tungsperiode eingerichtet, so daß kein Ultraschallwellensen
dung/empfang ausgeführt wird. Die Bereiche, in denen das
Signal Y gleich B 1, B 2, ... ist, sind die Ultraschallwellen-
Empfangsbereiche entsprechend der jeweiligen ersten, zweiten,
... Ultraschallwellensendung.
Fig. 4 ist ein vergrößertes Zeitablaufdiagramm eines Teiles
von Fig. 3 und dient dazu, das Prinzip der Rauschelimination
gemäß der Erfindung zu zeigen. In der Zeichnung gibt Y die
Wellensendezeit wieder, wie oben beschrieben, der Pfeil mit
gestrichelter Linie gibt die Nichtsendnung von Ultraschall
wellen wieder, und F zeigt Zeitpunkte an, in denen die jewei
ligen Größen der Verzögerung bei dem Strahlbildungsabschnitt
auf Realzeit geschaltet werden, um einen Echostrahl von einem
gewünschten Brennpunktabstand zu bilden.
Gemäß der Erfindung wird die Rauschelimination durch folgende
Schritte ausgeführt:
- a) In den Bereich A, in dem kein Wellensen dung/empfang ausgeführt wird, wird das gleiche Verzögerungs schalten durchgeführt, wie in den Bereichen B 1, B 2, ..., um dadurch Schaltrauschen zu erzeugen, und das Schaltrauschen (Signal a) an dem Ausgang des Addierers 3 zu dieser Zeit wird in der in Fig. 2 gezeigten Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4 gespeichert.
- b) In den Bereichen B 1, B 2, ... wird das Empfangs signal a, das an dem Ausgang des Addierers 3 zu dieser Zeit erzeugt wird, einem Eingang des Differenzverstärkers 6 zuge führt, und gleichzeitig wird das Schaltrauschsignal b, das vorher in der Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4 gespeichert worden ist, aus dieser ausgelesen und dem anderen Eingang des Differenzverstärkers 6 zugeführt, so daß eine Differenz zwischen den Signalen a und b in dem Differenzverstärker 6 berechnet wird, um dadurch ein Signal c zu erhalten, in wel chem das Schaltrauschen eliminiert worden ist.
Andererseits wird in dem Fall, in welchem die einzustellende
Verzögerungszeit zwischen den Bereichen B 1, B 2, ... voneinan
der verschieden ist, zum Beispiel wie in dem Fall elektroni
scher Sektorabtastung, die Rauschelimination auf folgende Art
durchgeführt: In Fig. 3 wird der erste Rahmenbereich T als
ein Vorbereitungsbereich festgelegt, in welchen keine Wellen
sendung ausgeführt wird und nur das Verzögerungsschalten aus
geführt wird, so daß das in diesem Bereich erzeugte
Schaltrauschen in der Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4 ge
speichert wird, und danach wird in dem zweiten Rahmenbereich
und den folgenden eine Differenz zwischen dem Empfangssignal
und dem Rauschsignal berechnet, um dadurch das Rauschen zu
eliminieren wie in dem Fall der linearen oder konvexen elek
tronischen Abtastung.
Beispiele für den Aufbau des Strahlenbildungsabschnitts 2
sind in den Fig. 5A bis 5C gezeigt.
In dem Aufbau von Fig. 5A ist ein Paar eines Abtastverzöge
rungselements SC und ein Schalter 30-1 oder sind Paare von
Abtastverzögerungselementen SC und Schaltern 30-1 für jede
Eingangsklemme vorgesehen. Als Abtastverzögerungselement SC
kann ein geschalteter Kondensator, ein CCD, eine Kombination
eines A/D-Wandlers und eines Zeilenspeichers oder dergleichen
verwendet werden.
In dem Aufbau von Fig. 5B sind eine Kombination einer Verzö
gerungsleitung DL und eines Multiplexers MPX vorgesehen, so
daß die Ausgangsabgriffe der Verzögerungsleitung DL durch den
Multiplexer MPX geeignet so gewählt werden, daß die ge
wünschte Verzögerung an den Ausgang gegeben wird.
In dem Aufbau von Fig. 5C werden Spannungssignale von einer
Mehrzahl von Eingangsklemmen jeweils in Stromsignale umgewan
delt durch entsprechende Spannungs/Strom-Wandler, und die
Ausgangsabgriffe der Verzögerungsleitung DL werden durch
einen Multiplexer MPX geeignet so gewählt, daß die gewünschte
Verzögerung zu dem Ausgang gegeben wird. In dem Fall des Auf
baus von Fig. 5A werden die Abtastzeitpunkte der jeweiligen
Abtastverzögerungselemente SC gegeneinander verschoben, und
alle Ausgangssignal werden so kombiniert, daß die Abtastfre
quenz des gleichen Eingangssignals hoch gemacht wird. In die
sem Fall wird jedoch periodisches Rauschen verursacht durch
die Offsetdifferenz der jeweiligen Abtastverzögerungsele
mente. Als Beispiel ist in Fig. 6A ein Fall gezeigt, in dem
drei Abtastverzögerungselemente A, B und C vorgesehen sind,
und in Fig. 6B ist ein Zustand der Erzeugung von periodi
schem Rauschen gezeigt. Obwohl die Abtastperiode jedes Ab
tastverzögerungselement 3τ beträgt, ist die Abtastperiode des
Ausgangssignals τ als Ganzes, da veranlaßt wird, daß die drei
Abtastverzögerungselemente mit einer Verschiebung der Periode
um τ arbeiten. Daher erscheint das Rauschen, welches durch
die Offsetdifferenz jedes Abtastverzögerungselements ent
steht, mit einer Periode von 3τ.
In einem praktischen Fall erscheinen das periodische Rauschen
und das Schaltrauschen an dem Ausgang des Addierers 3 in dem
Zustand, daß das periodische Rauschen und das Schaltrauschen
dem Empfangssignal überlagert sind, weil die Verzögerungs
schaltoperationen für dynamische Fokussierung parallel durch
geführt werden. Das Verfahren zur Rauschelimination ist in
diesem Fall grundsätzlich das gleiche wie im Fall der Rausch
elimination von Fig. 4. Das heißt, die Rauschelimination
wird durch folgende Schritte durchgeführt:
- a) parallelverbundene Abtastverzögerungselemente (A, B, C) und Verzögerungsschalter (30-1) für dynamische Fokussierung werden betätigt, um in einem Bereich (A) zu operieren, in welchen kein Ultraschallwellensendung/empfang durchgeführt wird, wobei die Verzögerungseinrichtung in jeweiligen gegen einander verschobenen Abtastzeiten betrieben wird;
- b) die jeweiligen Ausgangssignale der Verzögerungsschalter werden mittels eines Addierers 3 zueinander addiert;
- c) ein Schaltrauschsignal und ein periodisches Rauschsignal werden in der Rausch-Schreibe/Lese-Einrichtung 4 gespeichert, wobei das Schaltrauschsignal von den Verzögerungsschaltern erzeugt wird, das periodische Rauschsignal als Offset der Verzögerungselemente erzeugt wird, und das Schaltrauschsignal und das periodische Rauschsignal an dem Ausgang des Addierers erscheinen;
- d) eine Ultraschallwelle wird mittels einer Matrixanordnung von Wandlern 11 gesendet, um so ein Echosignal der gesendeten Ultraschallwelle zu empfangen, und zum Schalten der Verzöge rungsschalter, um so einen gewünschten Empfangswellenstrahl zu erhalten;
- e) die jeweiligen Ausgangssignale der Verzögerungsschalter werden mittels des Addierers zueinander addiert;
- f) die gespeicherten Rauschsignale werden aus der Rausch- Schreib/Lese-Einrichtung herausgelesen;
- g) es wird eine Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Addierers und den Auslese-Rauschsignalen erhalten durch einen Differenzverstärker 6, um dadurch das Rauschsignal zu elimi nieren; und
- h) das Signal, aus welchem das Rauschen eliminiert worden ist, wird verarbeitet mittels einer TGC-Schaltung oder einer Kompressions-und Detektorschaltung.
Das Rauschsignal kann durch einen Verstärker 8 verstärkt
werden, wenn es in die Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4
geschrieben wird, und das Rauschsignal kann durch einen
Abschwächer 9 abgeschwächt werden, wenn es aus der Rausch-
Schreib/Lese-Einrichtung 4 ausgelesen wird.
Die Fig. 7A bis 7C zeigen spezielle Beispiele des Aufbaus
der oben erwähnten Rausch-Schreib/Lese-Einrichtunng 4. In den
Zeichnungen bezeichnen die Buchstaben a und b die oben
erwähnten Signale. Fig. 7A zeigt eine Ausführungsform der
Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4, welche gebildet wird durch
einen A/D-Wandler, einen Speicher und einen D/A-Wandler.
Fig. 7B zeigt eine andere Ausführungsform der Rausch-
Schreib/Leseeinrichtung 4, welche gebildet wird durch einen
Analogspeicher wie beispielsweise einen geschalteten Konden
sator. Fig. 7C zeigt eine weitere Ausführungsform der
Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4, welche gebildet wird durch
einen Zeilenspeicher (line) oder einen Rahmenspeicher (frame)
in dem Fall, in welchem das in Fig. 2 gezeigte Verzögerungs
netz 2 zum Beispiel durch einen A/D-Wandler gebildet wird, so
daß das Verzögerungsnetz mit einem Digitalsignal ausgeführt
wird.
Obwohl in der obigen Erläuterung zu den Fig. 3 und 4 der
Fall beschrieben worden ist, in welchem das Schreiben von
Rauschen in die Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4 in jeder
Rahmensynchronisation (X) ausgeführt wird, kann das Schreiben
von Rauschen in die Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4 ausge
führt werden für all paar Rahmensynchronisationen oder nur
einmal zum Zeitpunkt der Prüfmoduseinstellung (probe mode
setting), nicht bei jeder Rahmensynchronisation, falls zeit
liche Fluktuationen aufgrund von Temperaturveränderungen oder
Stromquellenschwankungen des durch die Verzögerungselemente
und Schalter erzeugten Rauschens klein sind.
Obwohl die obigen Ausführungsformen beschrieben worden sind
für den Fall, in welchem die Schalteinrichtung 12 dazu ver
wendet wird, eine lineare oder konvexe elektronische Ab
tastung durchzuführen, ist die Schalteinrichtung 12 nicht er
forderlich, falls elektronische Sektorabtastung durchgeführt
wird.
Obwohl die obigen Ausführungsformen für den Fall beschrieben
worden sind, in welchem die Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4
und der Differenzverstärker 6 in der Stufe nach dem Addierer
3 und vor der TGC-Schaltung und der Kompressions- und Detek
torschaltung angeordnet sind, können die Rausch-Schreib/Lese-
Einrichtung 4 und der Differenzverstärker 6 in der Stufe vor
dem Addierer 3 angeordnet sein. In diesem Fall ist es aber
erforderlich, eine Mehrzahl von Paaren von
Rausch-Schreib/Leseeinrichtungen 4 und Differenzverstärkern 6 vorzu
sehen. Alternativ können die Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung
4 und der Differenzverstärker 6 in der Stufe nach der
TGC-Schaltung angeordnet sein. In diesem Fall nimmt die Rausch
verstärkung aber so zu, daß die Anzahl Bits des Speichers zu
nimmt. Falls die Rausch-Schreib/Lese-Einrichtung 4 und der
Differenzverstärker 6 in der Stufe nach der Kompressions- und
Detektorschaltung angeordnet sind, wird es erforderlich, eine
Einrichtung zum Eliminieren einer nichtlinearen Differential
komponente vorzusehen, um die Linearität des Signals auf
rechtzuerhalten.
Claims (16)
1. Strahlbildungsverfahren in einem Ultraschall-Bild
erzeugungssystem, gekennzeichnet durch die Schritte,
- a) daß Verzögerungsschalter (3-1, 3-2, ...) für dynami sche Fokussierung betätigt werden, um in einem Bereich (A) zu operieren, in welchem kein Ultraschallwellensendung/empfang durchgeführt wird,
- b) daß die jeweiligen Ausgangssignale der Verzögerungs schalter mittels eines Addierers (3) zueinander addiert wer den,
- c) daß ein Schaltrauschsignal in einer Speichereinrich tung (4) gespeichert wird, wobei das Schaltrauschsignal von den Verzögerungsschaltern erzeugt wird und an dem Ausgang des Addierers erscheint,
- d) daß eine Ultraschallwelle mittels einer Matrixanord nung von Wandlern (11) gesendet wird, um so ein Echosignal der gesendeten Ultraschallwelle zu empfangen, und zum Schal ten der Verzögerungsschalter, um so einen gewünschten Emp fangswellenstrahl zu erhalten,
- e) daß die jeweiligen Ausgangssignale der Verzögerungs schalter mittels des Addierers zueinander addiert werden,
- f) daß das gespeicherte Rauschsignal aus der Speicherein richtung ausgelesen wird, und
- g) daß eine Differenz zwischen dem Ausgangssignal (a) des Addierers und dem ausgelesenen Rauschsignal (b) berechnet wird, um dadurch ein Signal (c) zu erhalten, welches ein Empfangssignal ist, von welchem das diesem bis dahin überla gerte Schaltrauschen eliminiert worden ist.
2. Strahlbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicherschritt den Schritt umfaßt, daß das
Ausgangssignal des Addierers gespeichert wird, nachdem es
verstärkt (8) worden ist, und daß der Ausleseschritt den
Schritt umfaßt, daß das ausgelesene Signal ausgegeben wird,
nachdem es abgeschwächt (9) worden ist.
3. Strahlbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicherschritt den Schritt umfaßt, daß das
Ausgangssignal des Addierers gespeichert wird, nachdem es
analog/digital umgewandelt worden ist, und daß der Auslese
schritt den Schritt umfaßt, daß das gespeicherte
Schaltrauschsignal ausgelesen wird, nachdem das gespeicherte
Schaltrauschen digital/analog umgewandelt worden ist. (Fig.
7A).
4. Strahlbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicherschritt den Schritt umfaßt, daß das
Ausgangssignal des Addierers in einen geschalteten Kondensa
tor gespeichert wird, der als ein Analogspeicher wirkt.
(Fig. 7B).
5. Strahlbildungsverfahren in einem Ultraschall-Bild
erzeugungssystem, gekennzeichnet durch die Schritte,
- a) daß parallelgeschaltete Verzögerungseinrichtungen (A, B, C) und Verzögerungsschalter (30-1) für dynamische Fokussie rung betätigt werden, um in einem Bereich (A) zu operieren, in welchen kein Ultraschallwellensendung/empfang durchgeführt wird, wobei die Verzögerungseinrichtungen in jeweiligen gegeneinander verschobenen Abtastzeiten betrieben werden,
- b) daß die jeweiligen Ausgangssignale der Verzögerungsschal ter mittels eines Addierers (3) zueinander addiert werden,
- c) daß ein Schaltrauschsignal und ein periodisches Rauschsignal in einer Speichereinrichtung (4) gespeichert werden, wobei das Schaltrauschsignal von den Verzögerungs schaltern erzeugt wird, das periodische Rauschsignal als Offset der Verzögerungseinrichtungen erzeugt wird, und wobei das Schaltrauschsignal und das periodische Rauschsignal an dem Ausgang des Addierers erscheinen,
- d) daß eine Ultraschallwelle mittels einer Matrixanordnung von Wandlern (11) gesendet wird, um so ein Echosignal der ge sendeten Ultraschallwelle zu empfangen, und zum Schalten der Verzögerungsschalter, um so einen gewünschten Empfangswellen strahl zu erhalten,
- e) daß die jeweiligen Ausgangssignale der Verzögerungsschal ter mittels des Addierers zueinander addiert werden,
- f) daß die gespeicherten Rauschsignale aus der Speicherein richtung ausgelesen werden, und
- g) daß eine Differenz zwischen dem Ausgangssignal (a) des Addierers und den ausgelesenen Rauschsignalen (b) berechnet wird, um dadurch ein Signal (c) zu erhalten, welches ein Emp fangssignal ist, aus welchem das diesem bis dahin überlagerte Schaltrauschen und das periodische Offset-Rauschsignal elimi niert worden sind.
6. Strahlbildungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicherschritt den Schritt umfaßt, daß das
Ausgangssignal des Addierers gespeichert wird, nachdem es
verstärkt (8) worden ist, und daß der Ausleseschritt den
Schritt umfaßt, daß das ausgelesene Signal ausgegeben wird,
nachdem es abgeschwächt (9) worden ist.
7. Strahlbildungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicherschritt den Schritt umfaßt, daß das
Ausgangssignal des Addierers gespeichert wird, nachdem es
analog/digital umgewandelt worden ist, und daß der Auslese
schritt den Schritt umfaßt, daß das gespeicherte Schalt
rauschsignal ausgelesen wird, nachdem das gespeicherte
Schaltrauschen digital/analog umgewandelt worden ist.
(Fig. 7A).
8. Strahlbildungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Speicherschritt den Schritt umfaßt, daß das
Ausgangssignal von dem Addierer in einen geschalteten Konden
sator gespeichert wird, der als ein Analogspeicher wirkt.
(Fig. 7B).
9. Strahlbildungsvorrichtung, gekennzeichnet durch
- a) Verzögerungseinrichtungen (2-1, 2-3, ...) zum Verzögern einer empfangenen Echowelle,
- b) Verzögerungsschalter (3-1, 3-2, ...) zum Schalten ent sprechender Größen der Verzögerungseinrichtungen,
- c) eine Steuereinrichtung (5) zum Betätigen der Verzöge rungsschalter, um für dynamische Fokussierung in einem Be reich (A) zu operieren, in welchem kein Ultraschallwellensen dung/empfang durchgeführt wird,
- d) eine Addiereinrichtung (3) zum Addieren der jeweiligen Ausgangssignale der Verzögerungsschaltung zueinander,
- e) eine Speichereinrichtung (4) zum Speichern eines Schalt rauschsignals, das von den Verzögerungsschaltern erzeugt wird und an dem Ausgang der Addiereinrichtung erscheint,
- f) eine Ausleseeinrichtung (4) zum Auslesen des gespeicher ten Rauschsignals aus der Speichereinrichtung, und
- g) eine Einrichtung (6) zum Erhalten einer Differenz zwischen dem Ausgangssignal (a) der Addiereinrichtung und dem ausgelesenen Rauschsignal (d), um dadurch ein Signal (c) zu erhalten, welches ein Empfangssignal ist, aus dem das diesem bis dahin überlagerte Schaltrauschen eliminiert worden ist.
10. Strahlbildungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Speichereinrichtung eine Einrichtung
(8) zum Verstärken des Ausgangssignals von der Addiereinrich
tung umfaßt, und daß die Ausleseeinrichtung eine Einrichtung
(9) zum Abschwächen des ausgelesenen Signals umfaßt.
11. Strahlbildungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Speichereinrichtung eine Einrichtung
zur A/D-Umwandlung des Ausgangssignals von der Addiereinrich
tung umfaßt, und daß die Ausleseeinrichtung eine Einrichtung
zur D/A-Umwandlung des gespeicherten Signals umfaßt. (Fig.
7A).
12. Strahlbildungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Speichereinrichtung einen geschalteten
Kondensator umfaßt, der als ein Analogspeicher wirkt. (Fig.
7B).
13. Strahlbildungsvorrichtung, gekennzeichnet durch
- a) parallel verbundene Verzögerungseinrichtungen (A, B, C) zum Verzögern einer empfangenen Echowelle, wobei die Verzöge rungseinrichtungen in jeweiligen gegeneinander verschobenen Abtastzeitpunkten betrieben werden,
- b) Verzögerungsschalter (30-1) zum Schalten entsprechender Größen der Verzögerungseinrichtungen,
- c) eine Steuerschaltung (5) zum Betätigen der Verzögerungs einrichtungen und der Verzögerungsschalter zur dynamischen Fokussierung zum Operieren in einem Bereich (A), in welchen kein Ultraschallwellensendung/empfang durchgeführt wird,
- d) eine Addiereinrichtung (3) zum Addieren der jeweiligen Ausgangssignale der Verzögerungsschalter zueinander,
- e) eine Speichereinrichtung (4) zum Speichern eines Schaltrauschsignals, das von den Verzögerungsschaltern erzeugt wird, und eines periodischen Rauschsignals, daß als Offset der Verzögerungseinrichtungen erzeugt wird, wobei das Schaltrauschsignal und das periodische Rauschsignal an dem Ausgang des Addierers erscheinen,
- f) eine Ausleseeinrichtung (4) zum Auslesen der gespeicher ten Rauschsignale aus der Speichereinrichtung und
- g) eine Einrichtung (6) zum Erhalten einer Differenz zwischen dem Ausgangssignal (a) der Addiereinrichtung und den ausgelesenen Rauschsignalen (b), um dadurch ein Signal (c) zu erhalten, welches ein Empfangssignal ist, aus welchem das Schaltrauschen und das periodische Rauschsignal, die dem Empfangssignal bis dahin überlagert waren, eliminiert worden sind.
14. Strahlbildungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Speichereinrichtung eine Einrichtung
(8) zum Verstärken des Ausgangssignals von der Addiereinrich
tung umfaßt, und daß die Ausleseeinrichtung eine Einrichtung
(9) zum Abschwächen des ausgelesenen Signals umfaßt.
15. Strahlbildungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Speichereinrichtung eine Einrichtung
zur A/D-Umwandlung des Ausgangssignals von der Addiereinrich
tung umfaßt, und daß die Ausleseeinrichtung eine Einrichtung
zur D/A-Umwandlung des gespeicherten Signals umfaßt. (Fig.
7A).
16. Strahlbildungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Speichereinrichtung einen geschalteten
Kondensator umfaßt, der als ein Analogspeicher wirkt. (Fig.
7B).
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