NL1006229C2 - Afbeeldsysteem met numerieke residuele focussering. - Google Patents

Afbeeldsysteem met numerieke residuele focussering. Download PDF

Info

Publication number
NL1006229C2
NL1006229C2 NL1006229A NL1006229A NL1006229C2 NL 1006229 C2 NL1006229 C2 NL 1006229C2 NL 1006229 A NL1006229 A NL 1006229A NL 1006229 A NL1006229 A NL 1006229A NL 1006229 C2 NL1006229 C2 NL 1006229C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
image
processor
deconvolution
medium
virtual
Prior art date
Application number
NL1006229A
Other languages
English (en)
Inventor
Augustinus Johannes Berkhout
Original Assignee
Stichting Tech Wetenschapp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stichting Tech Wetenschapp filed Critical Stichting Tech Wetenschapp
Priority to NL1006229A priority Critical patent/NL1006229C2/nl
Priority to AU80402/98A priority patent/AU8040298A/en
Priority to PCT/NL1998/000330 priority patent/WO1998055882A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1006229C2 publication Critical patent/NL1006229C2/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8977Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using special techniques for image reconstruction, e.g. FFT, geometrical transformations, spatial deconvolution, time deconvolution
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Afbeeldsysteem met numerieke residuele focussering.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het maken van een afbeelding van een object, omvattende: 5 - zendmiddelen voor het genereren en verzenden van een zendbundel met een bepaalde zendbundeleigenschap naar een medium; ontvangmiddelen voor het ontvangen binnen een zendbundel met een bepaalde ontvangbundeleigenschap van door het medium veroorzaakte echo-signalen; 10 - omzetmiddelen voor het omzetten van de echosignalen in elektrische ontvangs i gna1en; een processor die is verbonden met de omzetmiddelen en is ingericht voor het ontvangen van de elektrische ontvangsignalen en het bewerken daarvan tot een afbeelding; 15 Dergelijke inrichtingen zijn in de praktijk bekend.
Ultrasone afbeeldingssystemen gebruiken transducenten voor het opwekken en registreren van akoestische golven. Soms hebben dergelijke afbeeldingssystemen gescheiden zendtransducenten en ontvangtransducen-ten. De zendtransducenten wekken een hoogfrequente akoestische golf op, 20 die het medium, dat bij medische toepassingen weefsel kan zijn, belicht. Bij akoestische inhomogeniteiten wordt de akoestische golf gereflecteerd. Met de ontvangtransducenten wordt het gereflecteerde signaal gedetecteerd en omgezet in elektrische signalen, die zichtbaar kunnen worden gemaakt. In veel ultrasone toepassingen vormen de zend- en ontvang-25 transducent één eenheid en wordt van "single-transducer-puls-echometin-gen" gesproken. In toepassingen waar de transducent uit meerdere elementen bestaat, wordt over een transducenten-array gesproken. Door de enkelvoudige transducent te verplaatsen of de individuele elementen van een transducenten-array verschillend aan te sturen wordt het medium bij 30 elke meting anders belicht en wordt door combineren en visualiseren van alle gemeten signalen een afbeelding verkregen.
Het is in de praktijk gewenst om afbeeldingen met een hoge resolutie te maken. Afbeelden met een hoge resolutie betekent het maken van een afbeelding met een hoog scheidend vermogen, zowel radiaal als axi-35 aal. Hoge axiale resolutie betekent dat inhomogeniteiten vlak achter elkaar, gezien vanuit de transducent, zijn te onderscheiden. Hoge radiale resolutie betekent dat inhomogeniteiten vlak naast elkaar, gezien vanuit de transducent, apart kunnen worden afgebeeld.
1006229 2
Een hoge axiale resolutie wordt in het algemeen bereikt, door het medium met een korte akoestische puls te belichten. Spectraal betekent dit dat de zendtransducent een breedbandige akoestische puls moet genereren.
5 Een hoge radiale resolutie wordt in het algemeen bereikt door de breedte van de gegenereerde bundels van de zend- en ontvangtransducenten in een focale zone zo klein mogelijk te houden. Zo heeft een focusseren-de bundel met één vast focuspunt de vorm van een "zandloper" die het smalst is in de focale zone. In de praktijk heeft het focuspunt geen on-10 eindig kleine afmetingen. Derhalve krijgen puntdeeltjes in het focuspunt een verbreding. Deeltjes buiten de focale zone worden nog sterker uitgesmeerd .
Het bovenstaande geldt niet alleen voor ultrasone afbeeldingssyste-men, maar voor alle typen afbeeldingssystemen, waarbij ofwel van geluid 15 ofwel van elektromagnetische straling gebruik wordt gemaakt. Derhalve heeft de onderhavige uitvinding betrekking op al dergelijke afbeeldingssystemen.
Met systemen volgens de stand van de techniek wordt de beste afbeelding verkregen van die delen van het medium die zich in de focale 20 zone bevinden. Om nu op verschillende afstanden van het afbeeldingssys-teem zo goed mogelijke beelden te verkrijgen, is in de stand van de techniek voorgesteld om met behulp van elektro-mechanische of elektrische middelen de afstand van de focale zone tot het afbeeldingssysteem te variëren (dynamisch focusseren). Dit leidt echter tot complexe syste-25 men.
Voor afbeeldingssystemen zonder focusserende bundel gelden bovengenoemde bezwaren in nog sterkere mate.
Het is een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een afbeeldingssysteem met maximaal haalbaar scheidend vermogen te verschaf-30 fen, zowel binnen als buiten de focale zone.
Voor het bereiken van deze doelstelling stelt de onderhavige uitvinding een inrichting voor het maken van een afbeelding van een object voor, zoals hierboven is gedefinieerd, en welke het kenmerk heeft, dat de processor voorts is ingericht voor het transformeren van de zendbun-35 del, respectievelijk de ontvangbundel in een virtuele zendbundel van een vooraf bepaalde gewenste vorm, respectievelijk een virtuele ontvangbundel van een vooraf bepaalde vorm voor het maken van de afbeelding.
Met een dergelijke inrichting wordt het dynamisch focusseren tij- 1 006229 3 dens het meetproces vermeden en vindt het focusseren in zowel zenden als ontvangen virtueel plaats na het meetproces, namelijk tijdens de bewerking door de processor van de elektrische ontvangsignalen. Hierdoor kan het fysieke afbeeldingssysteem robuust en simpel blijven. Er kan bij-5 voorbeeld een inrichting worden gebruikt die slechts één vaste focale zone tijdens zenden en ontvangen heeft. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de grote kracht en flexibiliteit van hedendaagse processoren. Aldus kan een afbeelding met hoge resolutie op alle diepteniveaus worden verkregen .
10 In een voorkeursuitvoeringsvorm hebben de virtuele zendbundel en/of de virtuele ontvangbundel een constante doorsnede. De doorsnede van de bundels kan cirkelvormig of ellipsvormig zijn, of elke andere gewenste vorm hebben. De doorsnede van de genoemde virtuele bundels wordt bij voorkeur zo gering mogelijk gekozen, waarbij de minimale afmeting daar-15 van afhangt van de toegepaste transducent(en) en de frequentie-inhoud van het zendsignaal.
Voor het transformeren van de bundel(s) naar de genoemde virtuele bundel(s) moet de vorm van de bundel(s) voor de processor bekend zijn. De vorm van de bundel(s) kan bijvoorbeeld analytisch worden afgeleid 20 door de processor op basis van gegevens omtrent het type van de toegepaste transducent(en). Als alternatief kan de vorm van de bundel(s) in één vlak in het medium worden gemeten. Met behulp van de golftheorie kan vervolgens eenduidig de gehele drie-dimensionale vorm van de bundel(s) worden bepaald. Het meten van de vorm van de bundel(s) heeft het voor-25 deel dat afwijkingen van de transducent (en) in het meet-proces automatisch worden meegenomen.
Bij voorkeur is de processor ingericht voor het uitvoeren van een lateraal deconvolutie proces op de afbeelding, welk deconvolutie proces afhangt van de afstand in het medium tot het afbeeldingssysteem, welk 30 deconvolutie proces een gefilterde afbeelding oplevert.
De door de processor uitgevoerde bewerkingen vindt bij voorkeur plaats in het Fourier-domein. Hierdoor kan het laterale deconvolutiepro-ces worden vervangen door een eenvoudig vermenigvuldigingsproces. In een dergelijke uitvoeringsvorm is de processor derhalve ingericht voor het 35 uitvoeren van de volgende bewerkingsstappen op de afbeelding: a. het berekenen van de Fourier-getransformeerde van de afbeelding; b. het uitvoeren van laterale deconvolutie op de Fourier-getransformeerde afbeelding als een vermenigvuldigingsproces in het Fourier- 1006229 4 domein; c. het uitvoeren van een inverse Fourier-transformatie op het resultaat van stap b.
In het algemeen zal de zendbundel een te lange pulsvorm hebben. In 5 een uitvoeringsvorm is de processor tevens ingericht voor het uitvoeren van een temporele-deconvolutiestap, zodanig dat de pulsvorm in de gefilterde afbeelding in de tijd wordt verkort. Dit leidt tot een hogere axiale resolutie.
De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot een inrichting. De 10 uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het maken van een afbeelding van een object, omvattende: het genereren en verzenden van een zendbundel met een bepaalde zendbundeleigenschap naar een medium; het ontvangen binnen een ontvangbundel met een bepaalde ontvangbun-15 deleigenschap van door het medium veroorzaakte echo-signalen; het omzetten van de echosignalen in elektrische ontvangsignalen; het bewerken van de elektrische ontvangsignalen tot een afbeelding; gekenmerkt door de stap van het transformeren van de zendbundel, respectievelijk de ontvangbundel in een virtuele zendbundel van een vooraf 20 bepaalde gewenste vorm, respectievelijk een virtuele ontvangbundel van een vooraf bepaalde vorm voor het maken van de afbeelding.
Verdere uitvoeringsvormen van de werkwijze blijken uit de afhankelijke werkwijzeconclusies.
De onderhavige uitvinding wordt toegelicht aan de hand van enkele 25 figuren, die zijn bedoeld ter nadere illustratie en niet ter beperking van de beschermingsomvang daarvan.
Figuur 1 toont een bundel gegenereerd door een focusserende trans-ducent in een op zichzelf bekende opstelling; figuur 2 toont een schematische afbeelding van zes volledig spiege-30 lende puntdiffractoren, zoals geproduceerd door een afbeeldsysteem met één vast focuspunt, zoals eveneens op zichzelf bekend is; figuur 3 toont een schema ter nadere illustratie van de uitvinding. Ultrasone afbeeldsystemen gebruiken zend- en ontvangtransducenten voor het opwekken en registreren van akoestische golven. De essentie van 35 de uitvinding zal hieronder worden toegelicht aan de hand van een akoestisch puls-echo-afbeeldingssysteem, waarin gebruik wordt gemaakt van een zend/ontvangbundel met een "zandlopervorm" met één focuspunt. De algemene toepasbaarheid van de mathematische formulering is hiertoe echter, 1006229 5 zoals gezegd, niet beperkt. De vorm van de bundel kan willekeurig zijn, als deze maar aan de processor 4 (zie figuur 3) van het systeem bekend is.
Figuur 1 toont een zendtransducent 1, die een bundel B+ genereert 5 in een assenstelsel waarin de laterale posities met ? en de axiale posities met z zijn aangegeven. In de in figuur 1 weergegeven opstelling ligt de oorsprong van de door de transducent 1 uitgezonden bundel B+ op de positie (?k,zQ). De getoonde zendtransducent 1 genereert een focusse-rende bundel B+, waarvan het focus zich bevindt op positie (?k,zf).
10 De radiale resolutie wordt bepaald door de breedte van de zend/ont- vangtransducent. Zo heeft een focusserende bundel B+ met een vast focuspunt de vorm van een "zandloper", die het smalst is in de focuszone op een afstand zf-zQ van de zendtransducent 1, zoals weergegeven in figuur 1.
15 Om met de systemen volgens de stand van de techniek een zo groot mogelijke radiale en laterale resolutie te verkrijgen, worden elektro-mechanische of elektrische maatregelen genomen om het focus van de bundel tijdens het meetproces in positie te kunnen verplaatsen.
Deze elektro-mechanische of elektrische oplossing blijkt echter 20 niet nodig te zijn. Het blijkt mogelijk te zijn om met behulp van een processor na het verrichten van het meetproces een numerieke focussering op het ontvangen beeld toe te passen zonder het focus van de transducent (en) daadwerkelijk te verplaatsen tijdens de meting.
Hieronder zal allereerst de algemene mathematische formulering van 25 de uitvinding worden gegeven. Daarna volgt een voorbeeld van de algemene mathematische formulering voor een toepassing in twee dimensies.
Het proces, de mathematische formulering
De bundels van een zendtransducent op de positie (?.,z0) en een ontvangtransducent op de positie (fj,zQ) kunnen in elk vlak (z=zm) worden 30 gepresenteerd door respectievelijk de functies B+(?,zm;?i,z0;w) en B"(?j,z0;?,zm;ti)) . De effectieve bundel van de zend-ontvangcombinatie wordt gegeven door het product van beide bundels.
Dit betekent dat in een single-transducersysteem (puls-echo-sys-teem) de effectieve bundel op positie (?,z0) van één perfect spiegelende 35 puntdiffractor in het punt (?k,zm) wordt gepresenteerd door
Gk„(f, z0, ω) (ï, z0;rk,z„;<ji)B*(ïk, zm;r. ζ0;ω) da) 1006229 6 of, voor een medium zonder laterale variaties,
Gkm{f-ïk, z0,u>) =B~ (F, z0;rk, zm;<1>)B*lrk, zm;r, ζ0;ω) (1b>
Elke afbeelding P op positie (?,zQ) kan worden gepresenteerd als 5 sommatie van beelden Pm (?,zQ) vanwege alle puntdiffracties in alle vlakken z : m P(r, z0, ω) = Σ Pm(f, z0, ω) m k waarbij R+(fk,zm,u) de reflectiviteitsverdeling voor diepteniveau zm voorstelt, Sm(u) gelijk is aan de pulsvorm voor diepteniveau zm, Gm = GJi1e~2-,“t" 10 en tm=(z0-zm)/c.
Een en ander is nader toegelicht in figuur 2. Figuur 2 toont een schematische afbeelding van zes volledig spiegelende puntdiffractoren, dat wil zeggen R+ = 1, die zich op laterale positie ?k bevinden in een afbeeldsysteem met één vast focuspunt. Merk op, dat in figuur 2 de ver-15 tikale as nu de tijdas is en dat de bundel zijn meest beperkte omvang heeft op tijdstip t = tf, dat wil zeggen het tijdstip waarop de bundel het focus bereikt.
Merk op dat formule 2a een lateraal convolutieproces voorstelt: P(f, z0, ω) =52 [Gm(F, zQ, ω) *R* (f, zm, ω) ] (2b) m 20
In de focale zone heeft de functie Gm de kleinste breedte, die afhangt van de afmetingen, de vorm en het frequentiebereik van de transducer(s). Buiten de focale zone wordt Gm breder ten gevolge van een golfpropaga-tie-afhankelijke spreiding. Deze spreiding is niet transducent afhanke-25 lijk en kan vanuit de golftheorie worden berekend indien Gm bekend is op slechts één z-vlak.
Er kan dus een filter Fm bepaald worden, dat voor elke reflectie-diepte zm met verticale reflectietijd 2tm=2(z0-zm)/c, de functie G^ op elke diepte comprimeert tot een omvang G^ die de functie G' heeft in het 1006229 7 focuspunt: / , O)
Filterproces (3) betekent toepassing van een diepte-afhankelijk lateraal deconvolutieproces op de gemeten afbeelding: -5 P0(F, 20,ω) = Y'FJÏ, ζ0,ω) +Pm(ï,z0,v) » (4a) m waarbij (?,<*>) een smalle diepte-onafhankelijke bundel voorstelt, die "pencil beam" kan worden genoemd.
Optioneel zou het filter Fm ook de tijdpuls kunnen verkorten (tem-10 porele deconvolutie) en/of de vorm van de bundel in het focuspunt kunnen veranderen, bijvoorbeeld het virtueel verminderen van de intensiteit van zijlobben en het versmallen van de hoofdlobbreedte: P0(r,z0, ω) -50(ω>δ0'(*.ω) R* (F, zm. ω) e_w"e* (4b) m 15 waarbij S0(a>) de resulterende puls presenteert na het optionele temporele "puls shaping" proces en G^(ï,a) de resulterende bundel presenteert na het optionele laterale "beam shaping" proces.
Resultaat (4b) representeert het resultaat van een geïntegreerd hybride afbeeldingsproces dat een virtueel afbeeldingssysteem simuleert 20 met een smalle diepte-onafhankelijke bundel ("pencil beam"), waarbij als het ware een variabel focus bij zenden en ontvangen wordt gesimuleerd met behulp van numerieke methoden.
Voorbeeld
De uitvinding wordt nu verder toegelicht aan de hand van een voor-25 beeld onder verwijzing naar figuur 3. Met behulp van een fysiek imaging-systeem 2 wordt een analoog elektrisch signaal opgewekt, dat wordt toegevoerd aan een A/D-converter 3. Het gedigitaliseerde uitgangssignaal van de A/D-converter 3 wordt toegevoerd aan een digitale processor 4. Het fysieke imaging-systeem 2 kan elk bekend imaging-systeem zijn. Zo 30 ook kunnen de A/D-converter 3 en de digitale processor 4 op de markt 1006229 8 verkrijgbare instrumenten zijn.
In figuur 3 is met behulp van een ellipsvormige lijn 5 aangegeven, dat het fysieke imaging-systeem 2 een "ruwe" afbeelding geeft. Deze afbeelding is een afbeelding die met systemen volgens de stand van de 5 techniek kan worden verkregen. In een andere ellipsvormige lijn 6 is schematisch aangegeven dat de digitale processor 4 zodanig is geprogrammeerd, dat een afbeelding met hoge resolutie wordt verkregen. Daarvoor wordt de digitale processor voorzien van een programma dat de hierboven gegeven theorie toepast.
10 De digitale processor 4 bevat residuele focusseringsoperatoren, die behoren bij het filterproces Fm(f,z0,o). Met deze operatoren wordt de ruwe afbeelding behandeld (laterale deconvolutie) tot een resultaat met een ongekend hoog scheidend vermogen dat resulteert in een volledig variabel focus in zenden en ontvangen.
15 De boven gegeven theorie wordt nu in twee dimensies (dus ? gaat over in x) geïllustreerd voor de situatie van een single-transducersys-teem met één vast focuspunt, waarvan de positie wordt gegeven door de tweeweglooptijd tf=2(zf-zQ)/c. Als p(x,t) de "ruwe" afbeelding voorstelt en P(kx,u) de twee-dimensionale Fourier-transformatie daarvan, dan kan 20 het residuele Fourier-getransformeerde focusseringsresultaat voor het tijdniveau t =mAt (m=0,1,2,...,M; At = vooraf bepaalde tijdsduur) geschreven worden als: =-^/ί;(*χ,ω)Ρ(*Α.,ωΜω (53) ω waarbij Fm de Fourier-getransformeerde focusseringsoperator is, die 25 wordt gegeven door (5b)
FmUx,(o) =Ame*2^'£·-^ met:
Am = amplitudefactoz (5c) = jkl-v>2/cz
De amplitudefactor Am in de Fourier-getransformeerde focusseringsoperator Fm kan optioneel gebruikt worden voor het transducent-afhanke-30 lijke "puls shaping proces", dat wil zeggen de eerder genoemde tijdpuls- 10062^0 9 verkorting (temporele deconvolutie) en/of het "beam shaping" proces, dat wil zeggen de eerder genoemde aanpassing van de bundel in het focuspunt. Indien A =1, dan is de residuele focusseringsoperator een golfveldopera-tor en slechts afhankelijk van de golfsnelheid c en de plaats van het 5 focuspunt zf.
Het totale proces bestaat in dit voorbeeld dus uit een dubbelvoudi-ge Fourier-transformatie: p(x,t)->P(kx,e) en residueel focusseringspro-ces (5a) voor m=1,2,...,M, gevolgd door enkelvoudige inverse Fourier-transformatie rm(kx,tm)->r(x,tm) voor m=1,2,...,M.
10 In het geval dat er in het fysieke imagingsysteem 2 reeds een tijdsafhankelijk focusseringsproces is toegepast in de ontvangfase, dan moet (5b) vervangen worden door (5d) FJkx,v) - 15 In het geval dat er geen focusserende transducenten in het fysieke imagingsysteem 2 zijn gebruikt en de bundel dus direct vanaf positie zQ breder wordt ten gevolge van een golfpropagatie-onafhankelijke spreiding, dan moet in (5b) tf=0 worden genomen.
1006229 10
Lijst met meest belangrijke symbolen ω = hoekfrequentie c = golfsnelheid (ƒ, z) = positie uitgedrukt in laterale positie ? en axiale 5 positie z ten opzichte van een oorsprong; B*(f,z;zk, ζ0;ω) = zendbundel op positie (?,z) ten gevolge van zendtransducent op positie (?k,z0) met hoekfrequentie ω; ζ;ω) = ontvangbundel op positie (?,z) ten gevolge van 10 ontvangtransducent op positie (fJfz0) met hoek- frequentie ω;
Gm{S-ïk, ζ0,ω) = B".B+ = effectieve bundel op positie (Fk,zm) ten gevolge van een single-transducersysteem op positie (Z,zQ); 15 P(r,ζ0,ω) = onbewerkt beeld op positie (F,z0);
Pm{f,ζ0,ω) = onbewerkt beeld van alle individuele puntreflecties in vlak (z=zm); P0(r,ζα,ω) = beeld na diepte-afhankelijke laterale deconvolutie van Ρ(?,ζ0,ω); 20 Sm[w) = pulsvorm in vlak (z=zm); S0(<o) = pulsvorm na temporele deconvolutie; R*{r, zm, ω) = reflectiviteitsverdeling in vlak (z=zm); βΐ(τ,ω) = smalle diepte-onafhankelijke bundel (pencil beam) als functie van ? en ω; 25 Fm(F,z0,a>) = filterproces om diepte-afhankeli jke bundel G^(?,z0,u) tot diepte-onafhankeli jke bundel Gg(?,<o) te maken.
1 006229

Claims (12)

1. Inrichting voor het maken van een afbeelding van een object, omvattende: 5. zendmiddelen (1) voor het genereren en verzenden van een zendbundel met een bepaalde zendbundeleigenschap (B+) naar een medium; ontvangmiddelen (2) voor het ontvangen binnen een zendbundel met een bepaalde ontvangbundeleigenschap (B~) van door het medium veroorzaakte echo-signalen; 10. omzetmiddelen (2) voor het omzetten van de echosignalen in elek trische ontvangsignalen; een processor (4) die is verbonden met de omzetmiddelen (2) en is ingericht voor het ontvangen van de elektrische ontvangsignalen en het bewerken daarvan tot een afbeelding (P(?,z0,u); p(x,t),
15 P(kx,u>)); met het kenmerk, dat de processor (4) voorts is ingericht voor het transformeren van de zendbundel, respectievelijk de ontvangbundel in een virtuele zendbundel van een vooraf bepaalde gewenste vorm, respectievelijk een virtuele ontvangbundel van een vooraf bepaalde vorm voor het 20 maken van de afbeelding (Ρ(?,ζ0,ω); p(x,t), P(kx,u)).
2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de virtuele zendbundel en de virtuele ontvangbundel een constante doorsnede bezitten.
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de processor (4) is ingericht voor het uitvoeren van een lateraal deconvolutie proces (Fm (kx, ω) ) op de afbeelding (Ρ(Ρ,ζ0,ω); p(x,t), P(kx,<a)), welk deconvolutie proces (Fm(kx,o)) afhangt van de afstand in het medium tot het af-beeldingssysteem, welk deconvolutie proces (Fm(kx, ω)) een gefilterde af-30 beelding (PQ; r(x,tm), rm(kx,tm)) oplevert.
4. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de processor is ingericht voor het uitvoeren van de volgende bewerkingsstappen op de afbeelding (p(x,t)): 35 a. het berekenen van de Fourier-getransformeerde (P(kx,u)) van de afbeelding (p(x,t)); b. het uitvoeren van laterale deconvolutie (Fm(kx,u)) op de Fourier-getransformeerde afbeelding (P(kx,u>)) als een vermenigvuldigings- 1006229 proces in het Fourier-domein; c. het uitvoeren van een inverse Fourier-transformatie op het resultaat van stap b.
5. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de afbeelding (Ρ(ί,ζ0,ω); p(x,t), P(kx,a>)) een vooraf bepaalde pulsvorm (Sm(o>)) bezit die afhangt van de afstand in het medium tot het afbeel-dingssysteem (2) en de processor (4) tevens is ingericht voor het uitvoeren van een temporele-deconvolutiestap, zodanig dat de pulsvorm in de 10 gefilterde afbeelding (PQ; r(x,tm), rm(kx,tm)) in de tijd wordt verkort.
6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de processor (4) tevens is ingericht voor het achteraf mathematisch veranderen van de vorm van de oorspronkelijke zendbundel en de oorspronkelij- 15 ke ontvangbundel in het focuspunt, bijvoorbeeld door het verminderen van de intensiteit van zijlobben en het versmallen van de breedte van een hoofdlob.
7. Werkwijze voor het maken van een afbeelding van een object, om-20 vattende: het genereren en verzenden van een zendbundel met een bepaalde zendbundeleigenschap (B+) naar een medium; het ontvangen binnen een ontvangbundel met een bepaalde ontvangbun-deleigenschap (B') van door het medium veroorzaakte echo-signalen; 25 - het omzetten van de echosignalen in elektrische ontvangsignalen; het bewerken van de elektrische ontvangsignalen tot een afbeelding (P(f,z0,ω); p(x,t), P(kx,ü)); gekenmerkt door de stap van het transformeren van de zendbundel, respectievelijk de ontvangbundel in een virtuele zendbundel van een vooraf 30 bepaalde gewenste vorm, respectievelijk een virtuele ontvangbundel van een vooraf bepaalde vorm voor het maken van de afbeelding (Ρ(?,ζ0,ω); p(x,t), P(kx,ω)).
8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij de virtuele zendbundel en 35 de virtuele ontvangbundel een constante doorsnede bezitten.
9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, waarbij de processor (4) is ingericht voor het uitvoeren van een lateraal deconvolutie proces 1006229 (Fm(kx,u)) op de afbeelding (Ρ(?,ζ0,ω); p(x,t), P(kx,u)), welk deconvolu-tie proces (Fm(kx,(i>)) afhangt van de afstand in het medium tot het af-beeldingssysteem, welk deconvolutie proces (Fm(kx,Q)) een gefilterde afbeelding (P0; r(x,tm), rm(kx,tm)) oplevert. 5
10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de processor is ingericht voor het uitvoeren van de volgende bewerkingsstappen op de afbeelding (p(x,t)): a. het berekenen van de Fourier-getransformeerde (P(k ,ω)) van de af- 10 beelding (p(x,t)); b. het uitvoeren van het laterale deconvolutie (Fm(k ,ω)) op de Fourier-getransformeerde afbeelding (P(kx,w)) als een vermenigvuldi-gingsproces in het Fourier-domein; c. het uitvoeren van een inverse Fourier-transformatie op het resul- 15 taat van stap b.
11. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 7 t/m 10, waarbij de afbeelding (P(f,zQ,u); p(x,t), P(kx,t>)) een vooraf bepaalde pulsvorm (Sm(w)) bezit die afhangt van de afstand in het medium tot het 20 afbeeldingssysteem (2) en de processor (4) tevens is ingericht voor het uitvoeren van een temporele-deconvolutiestap, zodanig dat de pulsvorm in de gefilterde afbeelding {PQ; r(x,tm), rm(kx,tm)) in de tijd wordt verkort .
12. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 7 t/m 11, waarbij de processor (4) tevens is ingericht voor het achteraf mathematisch veranderen van de vorm van de oorspronkelijke zendbundel en de oorspronkelijke ontvangbundel in het focuspunt, bijvoorbeeld door het verminderen van de intensiteit van zijlobben en het versmallen van de 30 breedte van een hoofdlob. ***** 1006229
NL1006229A 1997-06-04 1997-06-04 Afbeeldsysteem met numerieke residuele focussering. NL1006229C2 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1006229A NL1006229C2 (nl) 1997-06-04 1997-06-04 Afbeeldsysteem met numerieke residuele focussering.
AU80402/98A AU8040298A (en) 1997-06-04 1998-06-04 Imaging system having numerical residual focusing
PCT/NL1998/000330 WO1998055882A1 (nl) 1997-06-04 1998-06-04 Afbeeldsysteem met numerieke residuele focussering

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1006229A NL1006229C2 (nl) 1997-06-04 1997-06-04 Afbeeldsysteem met numerieke residuele focussering.
NL1006229 1997-06-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1006229C2 true NL1006229C2 (nl) 1998-12-07

Family

ID=19765099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1006229A NL1006229C2 (nl) 1997-06-04 1997-06-04 Afbeeldsysteem met numerieke residuele focussering.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU8040298A (nl)
NL (1) NL1006229C2 (nl)
WO (1) WO1998055882A1 (nl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6679847B1 (en) 2002-04-30 2004-01-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Synthetically focused ultrasonic diagnostic imaging system for tissue and flow imaging
JP5683213B2 (ja) * 2009-11-17 2015-03-11 キヤノン株式会社 画像形成装置及び画像形成方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4063549A (en) * 1975-12-22 1977-12-20 Technicon Instruments Corporation Ultrasonic method and apparatus for imaging and characterization of bodies

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4063549A (en) * 1975-12-22 1977-12-20 Technicon Instruments Corporation Ultrasonic method and apparatus for imaging and characterization of bodies

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIU C N ET AL: "Digital processing for improvement of ultrasonic abdominal images", IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, JUNE 1983, USA, vol. MI-2, no. 2, ISSN 0278-0062, pages 66 - 75, XP002054887 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU8040298A (en) 1998-12-21
WO1998055882A1 (nl) 1998-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rachlin Direct estimation of aberrating delays in pulse‐echo imaging systems
TW531407B (en) System and method for phase inversion ultrasonic imaging
JP6761755B2 (ja) 合成アパーチャ画像形成におけるコヒーレントなスペクトル拡散符号化波形
US5628320A (en) Ultrasound image reconstruction using back-propagation
Humphrey Nonlinear propagation in ultrasonic fields: measurements, modelling and harmonic imaging
US7811233B2 (en) Finite amplitude distortion-based inhomogeneous pulse echo ultrasonic imaging
CA2826258C (en) An imaging device with image acquisition rate optimization
EP1657563A2 (en) Aberration correction beam patterns in ultrasonic imaging systems
WO2013116783A1 (en) Windowed time-reversal music technique for super-resolution ultrasound imaging
US5943006A (en) RF image reconstruction and super resolution using fourier transform techniques
CN116519601A (zh) 基于艾里光束联合稀疏采样的光声显微成像系统及方法
US10111644B2 (en) Method of coherent flow imaging using synthetic transmit focusing and acoustic reciprocity
NL1006229C2 (nl) Afbeeldsysteem met numerieke residuele focussering.
JPH08511184A (ja) 超音波走査のための方法及び装置
Guo et al. Pixel-based approach to delay multiply and sum beamforming in combination with wiener filter for improving ultrasound image quality
US20130331698A1 (en) Superresolution imaging of scatterers in pulse-echo imaging
Cong et al. A fast acoustic field mapping approach based on fabry–perot sensor with high‐speed camera
Jeurens et al. The practical significance of two-dimensional deconvolution in echography
WO2005019984A2 (en) Superresolution ultrasound
Li et al. 3-D large-pitch synthetic transmit aperture imaging with a reduced number of measurement channels: A feasibility study
Taylor et al. Frequency selection for compounding synthetic aperture ultrasound images
Bertora et al. An alternative frequency domain beamforming
JP2023542048A (ja) コヒーレント波で対象を撮像する方法及びシステム
Yakovleva et al. Estimation of the size of structural formations in ultrasound imaging through statistical analysis of the echo signal
Parker et al. Superresolution imaging in ultrasound B-scan imaging

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20020101