JP6342498B2 - 超音波プローブ収集からの信号を処理するための方法、対応するコンピュータ・プログラムおよび超音波プローブ・デバイス - Google Patents
超音波プローブ収集からの信号を処理するための方法、対応するコンピュータ・プログラムおよび超音波プローブ・デバイス Download PDFInfo
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Description
− 目的の区域へのL個の連続的超音波放射のための、M個の放射トランスデューサの制御と、
− 放射ごとに、特に、目的の区域内における考慮されている放射の反射によるエコーを測定する、N個の測定時間信号を、同時に、所定の継続時間の間、受信するための、N個の受信トランスデューサの制御と、
− 前記目的の区域の複数の所定の点の各点において、受信されたLxN個の測定時間信号の少なくとも一部の処理の結果得られる値を計算することによる、目的の区域の画像の再構成。
− L個の放射区域内におけるL個の異なる連続的放射角度を有するL個の連続的超音波平面波放射のための、M個の放射トランスデューサのアレイの制御、
− 放射ごとに、特に、考慮されている放射の反射によるエコーを測定する、N個の測定時間信号を、同時に、所定の継続時間の間、受信するための、N個の受信トランスデューサのアレイの制御、
− 前記画像化区域の複数の所定の点の各点において、受信されたLxN個の測定時間信号の少なくとも一部の処理の結果得られる値を計算することによる、画像化区域の再構成。
− L個の放射区域内におけるL個の異なる連続的放射角度を有する超音波平面波のL個の連続的放射のための、M個の放射トランスデューサのアレイの制御と、
− 放射ごとに、特に、考慮されている放射の反射によるエコーを測定する、N個の測定時間信号を、所定の継続時間の間、同時に受信するための、N個の受信トランスデューサのアレイの制御と、
− 前記画像化区域の複数の所定の点の各点において、受信されたLxN個の測定時間信号の少なくとも一部の処理の結果得られる値を計算することによる、画像化区域の再構成と、
を含む、方法において、
画像化区域の再構成が、プロセッサによって、画像化区域の点ごとに実行される、以下のステップ:
− 放射区域が、考慮されている点を含む、L個の連続的放射のうちの、L’≦LであるL’個の放射の判定と、
− L’xN個の飛行時間の計算であって、各飛行時間tl,nは、放射区域が、考慮されている点を含む、1≦l≦L’であるl番目の平面波が、所定の伝播モードに従って、考慮されている点を通過し、1≦n≦Nであるn番目の受信トランスデューサによって受信されるのに要する時間である、計算と、
− 判定されたL’個の放射に対応する、受信されたL’xN個の測定時間信号によって、計算されたL’xN個の飛行時間においてそれぞれ取得されたL’xN個の瞬時値のコヒーレント合計と、
を含む、方法が提案される。
− 放射された平面波が、他の反射を全く伴うことなく、画像化区域の各点によって直接受信され、受信トランスデューサへ直接返されることに従って、縦−横モード変換を伴うか、または伴わない、直接経路伝播モード、
− 放射された波が、放射トランスデューサと画像化区域の各点との間、または画像化区域の各点と受信トランスデューサとの間のいずれかにおいて、画像化区域の所定の表面上で反射を受けることに従って、縦−横モード変換を伴うか、または伴わない、コーナー・エコー伝播モード、ならびに
− 放射された波が、放射トランスデューサと画像化区域の各点との間において少なくとも1回、および画像化区域の各点と受信トランスデューサとの間においてもう1回、画像化区域の少なくとも1つの所定の表面に衝突して少なくとも2回の反射を受けることに従って、縦−横モード変換を伴うか、または伴わない、間接経路伝播モード、
のうちの1つから選定される。
− 画像化区域の各点の、0の値へのリセットと、
− 1〜Lの範囲の添字lの任意の値について、画像化区域とl番目の放射区域との交差部内に配置された点ごとに:
● N個の飛行時間tl,nの計算と、
● l番目の放射に応じて受信されたN個の測定時間信号によって、N個の計算された飛行時間においてそれぞれ取得されたN個の瞬時値のコヒーレント合計と、
● 考慮されている点の値への前記コヒーレント合計の結果の加算と、
− 画像化区域の各点において最終的に得られた値の絶対値の計算と、
を含む。
− M個の超音波放射トランスデューサおよびN個の超音波受信トランスデューサを含むプローブと、
− L個の放射区域内におけるL個の異なる連続的放射角度を有する超音波平面波のL個の連続的放射のために、M個の放射トランスデューサを制御するための手段と、
− 放射ごとに、特に、考慮されている放射の反射によるエコーを測定する、N個の測定時間信号を、所定の期間の間、同時に受信するために、N個の受信トランスデューサを制御するための手段と、
− 画像化区域の複数の所定の点の各点において、受信されたLxN個の測定時間信号の少なくとも一部の処理の結果得られる値を計算することによって、画像化区域を再構成するためのプロセッサと、
を含む超音波プローブ・デバイスにおいて、プロセッサが、画像化区域の点ごとに、以下の処理作業:
− 放射区域が、考慮されている点を含む、L個の連続的放射のうちの、L’≦LであるL’個の放射の判定と、
− L’xN個の飛行時間の計算であって、各飛行時間tl,nは、放射区域が、考慮されている点を含む、1≦l≦L’であるl番目の平面波が、所定の伝播モードに従って、考慮されている点を通過し、1≦n≦Nであるn番目の受信トランスデューサによって受信されるのに要する時間である、計算と、
− 判定されたL’個の放射に対応する、受信されたL’xN個の測定時間信号によって、計算されたL’xN個の飛行時間においてそれぞれ取得されたL’xN個の瞬時値のコヒーレント合計と、
を実行するようにさらに構成される、超音波プローブ・デバイスが提案される。
− トランスデューサ1081、・・・、108Nを、対象物102のL個の放射区域内におけるL個の異なる連続的放射角度を有する超音波平面波のL個の連続的放射のための放射器として作動させ、
− トランスデューサ1081、・・・、108Nを、各放射後に、特に、考慮されている各放射の反射によるエコーを測定する、N個の測定時間信号を、N個の受信器によって、所望の検査深さの、所定の継続時間の間、同時に受信するための受信器として作動させる、
ようにプログラムされている。
− 放射区域が、考慮されている画素を含む、L個の連続的放射のうちの、L’≦LであるL’個の放射を判定すること、
− L’xN個の飛行時間を計算することであって、各飛行時間tl,nは、放射区域が、考慮されている画素を含む、1≦l≦L’であるl番目の平面波が、所定の伝播モードに従って、考慮されている画素を通過し、1≦n≦Nであるn番目の受信トランスデューサによって受信されるのに要する時間である、計算すること、
− 判定されたL’個の放射に対応する、受信されたL’xN個の測定時間信号によって、計算されたL’xN個の飛行時間においてそれぞれ取得されたL’xN個の瞬時値をコヒーレントに合計すること、および
− 値L’によって任意選択的に重みづけされた、得られた値の絶対値を計算すること、
のために定義される。
− 考慮されている対象物の調査は、接触のない液浸を用いて実行され、大なり小なり複雑な対象物表面を有し得ること、
− 超音波の伝播モードは、特に、亀裂型欠陥の付近において、特定の平面波の入射に応じて、コーナー・エコー・モードになり得ること:この場合には、放射された平面波は、トランスデューサ1081、・・・、108Nと画像化区域の各点との間、または画像化区域の各点とトランスデューサ1081、・・・、108Nとの間のいずれかにおいて、画像化区域の所定の表面、例えば、対象物の底面に衝突して反射を受ける、
− 超音波の伝播モードは、特に、同様に亀裂型欠陥の付近において、特定の平面波の入射に応じて、間接経路モードになり得ること:この場合には、放射された平面波は、トランスデューサ1081、・・・、108Nと画像化区域の各点との間において少なくとも1回、および画像化区域の各点とトランスデューサ1081、・・・、108Nとの間においてもう1回、画像化区域の少なくとも1つの所定の表面、例えば、対象物の底面に衝突して少なくとも2回の反射を受ける、
− 伝播モードに関わりなく、超音波の縦偏波または横偏波は反射時に変化し得ること:横波は縦波になり得、その逆もあり得、前記変換は伝播速度に影響を与えること。
− 方向(O,z)に対して角度αlに従って方向づけられた、軸(O,x)上の座標(x1、z1)のその理論上の放射点Eと、2つの媒質の境界面における座標(xi,zi=Hi)の衝突点Ipとの間の第1の部分Ta、
− 方向(O,z)に対して角度θlに従って方向づけられた、衝突点Ipと、対象物の底面における座標(xr,zr=Hr)の反射点Rとの間の第2の部分Tb、および
− 方向(O,z)に対して角度γlに従って方向づけられた、反射点Rと、(x2,z2)と表された座標の点Pとの間の第3の部分Tc。
− −60°〜−30°の放射の第1のグループからの測定信号の処理には、切り欠きh1の構成に適合している、LdLrLの第1の伝播モードが適用され、
− −30°〜+30°の放射の第2のグループからの測定信号の処理には、切り欠きh2の構成に適合している、LdLの第2の伝播モードが適用され、
− +30°〜+60°の放射の第3のグループからの測定信号の処理には、切り欠きh3の構成に適合している、LdLrLの第3の伝播モードが適用される。
Claims (10)
- 超音波プローブ収集からの信号(S)を処理するための方法(600)であって、前記方法(600)は、以下のステップ:
L個の放射区域(ZE1、・・・、ZEL)内におけるL個の異なる連続的放射角度(θ1、・・・、θL)を有する超音波平面波のL個の連続的放射のための、M個の放射トランスデューサ(1081、・・・、108N)のアレイの制御(602)と、
放射ごとに、特に、考慮されている前記放射の反射によるエコーを測定する、N個の測定時間信号を、所定の継続時間の間、同時に受信する(604)ための、N個の受信トランスデューサ(1081、・・・、108N)のアレイの制御(602)と、
画像化区域の複数の所定の点の各点(P)において、受信された前記LxN個の測定時間信号の少なくとも一部の処理の結果得られる値を計算することによる、前記画像化区域の再構成(606、608、610、612、614、616)と、
を含む、方法(600)において、
前記画像化区域の前記再構成が、プロセッサ(114)によって、前記画像化区域の点(P)ごとに実行される、以下のステップ:
前記放射区域(ZE1、・・・、ZEL)が、考慮されている前記点(P)を含む、前記L個の連続的放射のうちの、L’≦LであるL’個の放射の判定(608)と、
L’xN個の飛行時間の計算(608)であって、各飛行時間tl,nは、前記放射区域が、考慮されている前記点を含む、1≦l≦L’であるl番目の平面波が、所定の伝播モードに従って、考慮されている前記点(P)を通過し、1≦n≦Nであるn番目の受信トランスデューサによって受信されるのに要する時間である、計算(608)と、
判定された前記L’個の放射に対応する、受信された前記L’xN個の測定時間信号によって、計算された前記L’xN個の飛行時間においてそれぞれ取得されたL’xN個の瞬時値のコヒーレント合計(610、612)と、
を含むことを特徴とする、信号(S)を処理するための方法(600)。 - 前記放射トランスデューサ(1081、・・・、108N)が、超音波平面波の前記連続的なL個の放射の各々のために定義された遅延規則(T1、・・・、TL)を用いて制御され、各遅延規則は、前記L個の異なる連続的放射角度(θ1、・・・、θL)のうちの所望の放射角度で超音波平面波を発生することを可能にする、請求項1に記載の超音波信号を処理するための方法(600)。
- M=Nであり、前記トランスデューサ(1081、・・・、108N)が連続的に放射器および受信器になる、請求項1または2に記載の超音波信号を処理するための方法(600)。
- 前記L個の異なる連続的放射角度(θ1、・・・、θL)が、前記放射トランスデューサ・アレイ(1081、・・・、108N)と垂直でない平均方向(θ(L+1)/2)を中心として定義される、請求項1から3のいずれか一項に記載の超音波信号を処理するための方法(600)。
- 放射ごとに、すなわち、放射角度ごとに、前記所定の伝播モードが、以下のモード:
放射された前記平面波が、あらゆる他の反射を伴うことなく、縦−横モード変換を伴って、前記画像化区域の各点(P)によって直接受信され、前記受信トランスデューサ(1081、・・・、108N)へ直接返されることに従って、変換を伴う直接経路伝播モード、
放射された前記平面波が、あらゆる他の反射を伴うことなく、縦−横モード変換を伴うことなく、前記画像化区域の各点(P)によって直接受信され、前記受信トランスデューサ(108 1 、・・・、108 N )へ直接返されることに従って、変換を伴わない直接経路伝搬モード、
放射された前記波が、縦−横モード変換を伴って、前記放射トランスデューサ(1081、・・・、108N)と前記画像化区域の各点(P)との間、または前記画像化区域の各点(P)と前記受信トランスデューサ(1081、・・・、108N)との間のいずれかにおいて、前記画像化区域の所定の表面上で反射(R)を受けることに従って、変換を伴うコーナー・エコー伝播モード、
放射された前記波が、縦−横モード変換を伴うことなく、前記放射トランスデューサ(108 1 、・・・、108 N )と前記画像化区域の各点(P)との間、または前記画像化区域の各点(P)と前記受信トランスデューサ(108 1 、・・・、108 N )との間のいずれかにおいて、前記画像区域の所定の表面上の反射(R)を受けることに従って、変換を伴わないコーナー・エコー伝播モード、
放射された前記波が、縦−横モード変換を伴って、前記放射トランスデューサ(1081、・・・、108N)と前記画像化区域の各点(P)との間において少なくとも1回、および前記画像化区域の各点(P)と前記受信トランスデューサ(1081、・・・、108N)との間においてもう1回、前記画像化区域の少なくとも1つの所定の表面に衝突して少なくとも2回の反射(R)を受けることに従って、変換を伴う間接経路伝播モード、
放射された前記波が、縦−横モード変換を伴うことなく、前記放射トランスデューサ(108 1 、・・・、108 N )と前記画像化区域の各点(P)との間において少なくとも1回、および前記画像化区域の各点(P)と前記受信トランスデューサ(108 1 、・・・、108 N )との間においてもう1回、前記画像化区域の少なくとも1つの所定の表面に衝突して少なくとも2回の反射(R)を受けることに従って、変換を伴わない間接経路伝播モード、
のうちの1つから固有に選定される、
複数の所定の伝搬モードが、L個の連続的放射のためにそれぞれ選定される、
請求項1から4のいずれか一項に記載の超音波信号を処理するための方法(600)。 - 前記画像化区域が、前記L個の放射区域(ZE1、・・・、ZEL)の和集合内に含まれ、その再構成が、以下の連続的ステップ:
前記画像化区域の各点の、0の値へのリセット(606)と、
1〜Lの範囲の添字lの任意の値について、前記画像化区域と前記l番目の放射区域との交差部内に配置された点(P)ごとに:
前記N個の飛行時間tl,nの計算(608)と、
前記l番目の放射に応じて受信された前記N個の測定時間信号によって、前記N個の計算された飛行時間においてそれぞれ取得された前記N個の瞬時値のコヒーレント合計(610)と、
考慮されている前記点の、前記値への前記コヒーレント合計の結果の加算(612)と、
前記画像化区域の各点において最終的に得られた前記値の絶対値の計算(616)と、を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の超音波信号を処理するための方法(600)。 - 放射ごとに、超音波平面波を形成するための、前記M個の放射トランスデューサ(1081、・・・、108N)によって放射される前記M個の超音波信号のアポディゼーションが、台形、ハミングまたはブラックマン−ハリス振幅規則などのアポディゼーション窓を用いて実行される、請求項1から6のいずれか一項に記載の超音波信号を処理するための方法(600)。
- 前記画像化区域が、最大角度および最小角度の前記放射区域の端部(ZE1、ZEL)によって区切られた扇形区域の形をとる、請求項1から7のいずれか一項に記載の超音波信号を処理するための方法(600)。
- 通信ネットワークからダウンロード可能であり、かつ/もしくはコンピュータ可読媒体上に記録され、かつ/またはプロセッサ(114)によって走行させられることができるコンピュータ・プログラム(118)であって、それが、前記プログラムがコンピュータ(112)上で走行させられると、請求項1から8のいずれか一項に記載の超音波信号処理方法(600)のステップを実行するための命令(120、124、126、128)を含むことを特徴とする、コンピュータ・プログラム(118)。
- 超音波プローブ・デバイス(100)であって、
M個の超音波放射トランスデューサ(1081、・・・、108N)およびN個の超音波受信トランスデューサ(1081、・・・、108N)を含むプローブ(104)と、 L個の放射区域(ZE1、・・・、ZEL)内におけるL個の異なる連続的放射角度(θ1、・・・、θL)を有する超音波平面波のL個の連続的放射のために、M個の放射トランスデューサを制御するための手段(112)と、
放射ごとに、特に、考慮されている前記放射の反射によるエコーを測定する、N個の測定時間信号を、所定の期間の間、同時に受信するために、N個の受信トランスデューサを制御する手段(112)と、
画像化区域の複数の所定の点の各点(P)において、受信された前記LxN個の測定時間信号の少なくとも一部の処理の結果得られる値を計算することによって、前記画像化区域を再構成するためのプロセッサ(114)と、
を含む超音波プローブ・デバイス(100)において、前記プロセッサ(114)が、前記画像化区域の点(P)ごとに、以下の処理作業:
前記放射区域(ZE1、・・・、ZEL)が、考慮されている前記点(P)を含む、前記L個の連続的放射のうちの、L’≦LであるL’個の放射の判定と、
L’xN個の飛行時間の計算であって、各飛行時間tl,nは、前記放射区域が、考慮されている前記点を含む、1≦l≦L’であるl番目の平面波が、所定の伝播モードに従って、考慮されている前記点(P)を通過し、1≦n≦Nであるn番目の受信トランスデューサによって受信されるのに要する時間である、計算と、
判定された前記L’個の放射に対応する、受信された前記L’xN個の測定時間信号によって、計算された前記L’xN個の飛行時間においてそれぞれ取得されたL’xN個の瞬時値のコヒーレント合計と、
を実行するようにさらに構成されることを特徴とする、超音波プローブ・デバイス(100)。
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