TW447215B - Ultrasound scan conversion with spatial dithering - Google Patents

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447215 A7 B7 經濟部中央棣準局負工消费合作社印製 五、發明说明（f〉 〔相翡的申請案〕 本申謅案為1996年6月28曰提出之圃際申誚案第 PCT/US96/11166號的部份接續申謫案•該國際申請案是為 1996 年2月12日提出之美國序列號第08/593,816號之部份 接鑛申請案·美國序列號第08/599,816號是為1995年6月29 日提出之美圉序列號第08/496,804號及08/496,805號之部 份接續案*此處结合以上申請案的全部內容Μ供參考。 〔發明之背最〕 傳统的超音波彩像糸統典型地包括一手持掃描顗，該 手持掃描頭《由一霣媒速接到一大的Κ支架安裝的操作處 理與顯示軍元。該掃描頭一般包括一超音波換能器陣列· 將超音波能量傳送到一被成像的匿域*並接收由該區域返 回之反射的超音波能量。該等換能器將所接收到的超音波 能置轉換為於霣媒上傳送到處理單元的低位準電訊號。該 '處理單元使用邃當的波束成形技術，如動態聚焦· Μ組合 來自換能器的訊賊•以產生所W注之匾域的影像。 典型的傳铳式超音波系铳包括換能器陣列*其具有搜 数β超音波換能器*如1 28個。各換能器是與位於搡作 處理單元内其自身的處理霣路系铳栢連。處理電路系統一 般包括騮動器電路，其於傅_棋式中將準確計時的驩動脈 街發送到換能器，以放動超音波訊號之傅输。逭些傳输時 序脈衢由操作處理軍元開始•沿著«線前進到掃描頭。於 接收棋式中，處理霣路糸統的波束成形霣路將瓛當的延埋 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國1)家橾率（CNS ) A4*!t格（210Χ297公瘦） 44?2 15 A7 B7 I發明説明（ 弓I入來自換能器的各低位準之電訊號· Μ動態地聚焦訊號 * Μ随之產生一精確的影像。 對於調S相位的陣列或彎曲的線性掃描頭*超音彼訊 號Μ其本霣的極座檷,θ )形式被接收及數位化。對顧示 器而言•此種表示十分不方便，因此其被轉化為一直角座 檫（x,y)的表示Μ供進一步處理。該直角表示的動態範圍 Μ及各種顧示器與硬拷貝装置的亮度被數位校正。亦可儲 存資料並恢複之Μ供再次顯示。於作出極坐摞與直角坐標 間的轉換中，（x,y>值必須由（7 ,0>值中計算出•因為（7 ，β)陣列與直角（x,y>座標方格上的點並不佔用同一個位 S。 於先前的掃描轉換系統中*訪問（x,y)座標方格上的各 點並且賴由線性内插法由兩最接近的Θ值中計算出其值， 或者賴由雙線性内插法由,0)陣列上四個最接近的位置 值中計算出其值。此是藉由使用一有限的狀態機器產生 U，y}横鼸型態、使用一雙向移位暫存器將（？，0 )資 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 Γ 經濟部中央標牟局貝工消費合作社印製 過 制 控 元 單 憶 記 用 使 及 Μ ' 中 輯 理 位 數之供 量點以 大各達 於於到 存用機 保保時 本確的 樣並確 料程正 於 本 樣 收 接 步 異 的 確 正 之. 料 寅 活 S 不 既 施 實 的 前 先 此 〇 成 達 而 插 內 *又存在不必要的複雜。雄然具有大最的控制硬«，但僅 有m —路徑可纆遘（x,y)陣列。 〔發明之《要〕 於本發明之一較佳實腌例中•於波束成形之後，揷描 本纸浪尺度適用中國國家搞率（CNS ) A4規格U10XM7公釐} 4472 1 5 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（h) 資料被指向一計算機，並進行掃描轉換· κ將掃描資料轉 換為一顥示格式。於一較佳實施例中*可完全地使用涸人 電腦上的一軟雜楔組執行掃描轉換。或者’可插入—具有 附加硬體的板以提供選定的掃描轉換功能或進行全部的掃 描轉換過程。對於許多應用而言*最好使用软體系统•因 為附加的硬《缩小到最小限度*因此個人電腦可為一小型 的手持式平台•如一膝上型電腦或掌上型電腦。 最好使用一空間混色過程（將於下文中詳细描述）來 執行掃描轉換。空間混色簡化了對於掃描轉換之計算需要 ，同時保持影像的解析度與品質。因此，掃描轉換可於一 個人罨腦上進行*而無需使甩更為複雜的内插法技術，並 仍可以逋用於即時超音波成像的幀率下提供轉換。 掃描縳換程序最好包括一輪入陣列、一重映射陣列、 與一輪出陣列。重映射陣列是為一指檷或指標器陣列·其 是用K判斷自輸入陣列中何處取得各像素之輸出影像的尺 寸。重映射陣列内各位置中的敝目表示孃帶各像素之糖入 寅科内何處將進人同一位置内的输出W列。因此•重映射 陣列與输出陣列可被視為具有相同的幾何形狀*同時输入 陣列與輸出陣列具有相間類型的寅料，即實際的影像寅料 〇 输人陣列具有用於各超音波幀的新資料，此意味著其 處理資料並將資料置於每幀上的鎗出陣列内。依據本發明 之一較佳實施例·大約每1/3 0秒具有一幅新的超音波楨。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------¥衣-- (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁} r T •言 * 1--€ —^1 Α7 Β7 4472 1 5 五、發明説明（今） 因此，可相對媛慢地產生重映射陴列資料（但在一秒以下 仍為較佳），只要自一新输入資料集中計算一新输入影像 的例行程式操作是Μ每秒約3 0幀的幀率進行。此舉令一 —般用途之個人鼋臞得Κ執行產生蜃映射陣列之資料的工 作，而不必危害性能·亦不必令附加的硬體作用於該項工 作。於一具有一數位訊號處理器（DSP)之計算系統内 ，D S Ρ可執行重映射陣列之計算。 或者*某一播描轉換功能可拜由插入到個人電腦内之 一電路板上的硬»來進行。此電路板或卡片可插入並用作 為一界面|Κ將逋當形式的資科埋送到PC匯流排控制器 〇 〔附圖簡要說明〕 由本發明之較佳*施例的Μ下更特別描述中可清楚地 見及本發明之前述與其他的目的、符激及優點，該等較佳 實施例如附圓中所示者•其中類似參考符號指的是不同視 匾中相同的部件。HI式並不必按一定尺度製作•相反，困 式是於銳明本發明之原理之際所設。 第一臑是為超音波成像系铳中所用的一種傳統式成像 陣列的方塊晒。 第二A牖是為依據本發明之一猓性超音波換能器陣列 與一直角掃描區域之間之Μ係的示意性說明。 第二Β·是為依據本發明之一彎曲的媒性超音波換能 器陣列與一彎曲的描描匾域之間之醐係的示意性說明。 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐） (請先Μ讀背面之注^^項再填寫本頁) -1 · .訂 經濟部中央橾準局負工消费合作社印策 經濟部中央標準局員工消费合作社印氧 κ ^ 4472 1 5 Α7 Β7__五、發明説明（< ) 第二c圔是為依描本發明之一線性超音波換能器陣列 與一梯形掃描區域之間之翮係的示意性說明。 第二D圖是為一調整相位之陣列掃描區域的示意性說明。 第三圃是為本發明之超音波成像糸統之一較佳實施例 的示意性圖式。 第四A圖是為本發明之超音波成像糸統之一較佳實施 例的示意性功能方塊画。 第四B圖是為本發明之超音波成像系统之另一較佳實 施例的示意性功能方塊酾。 第五A·是為依據本發明之一波束成形與漶波電路的 示意圃'。 第五B圈是為依據本發明之一波束成形與濾波電路之 另一較佳實施例的示意圖。 第五C圈是為依據本發明之一波束成形與®波電路之 另一較佳實施例的示意圖。 第五D跚是為依據本發明之一低通濾波器的示意圖。 第五E·是為依據本發明之一界面轚路板的實例。 第五F圓是為依據本發明之一整合的波束成形當路的 較隹實胨例。 第六圃是為依據本發明之一《波器之通頻帶的圖解說 明。 第七A圔是為覆Μ於一顯示器上之輸入點的示意圈。 ---------嗜-------訂一^----- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遑用中困國家橾丰（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公嫠） 4 472 1 5 a? B7 _ 五、發明说明（fc ) 第t B圈是為具有轉換為像素之输入資料的第六画之 ®示器的示意圖。 第八圖是為重映射结構之一個一般用途影像的一較佳 實腌例示意圈。 第九A、九B圃是為流程圈•說明依據本發明之一重 映射陣列計算技術。 第十圖是為一输出湞計算引擎的流程画。 第十一A、十一 B臞是為用於本發明之超音波成像糸 統之兩棰使用者可理擇顯示表達格式的示意性圖式。 第十二圖是為一種較佳的麵解性使用者界面的功能方 塊示意圖。 第十三圈舉例說明用於超音波影像控制之一對話框。 第十四A至十四DH舉例說明用於輸入系铳信息之顯 示樞。 第十五A至十五C麵舉例說明用於输入探頭或是F Ο V資科之附加的對结框。 經濟部中央標牟局男工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第十五D至十五J圓舉例說明用於本發明之一較佳實 施例的附加顧示與對结框。 第十六围舉例說明本發明之一較佳實施例的成像與顯 示搡作。 第十七A至十七C圈舉例銳明依撺本發明之整合的探 頭糸統的較佳實施例。 第十八圈舉例銳明用於一超音波糸铳之一傅输/接收 -8 - 本紙張尺度逍用中两國家標率（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 4472 15 A7 B7 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（q) 霣路的64通道積艚控制器。 第十九圔舉例說明一傅输與接收電路的另一較佳實施 例。 第二十晒舉例說明依據本發明之一都普勒聲納圖糸統 〇 第二十一圖舉例說明依撺本發明之一快速傅立葉變換 之脈衝都普勒處理系統基礎上的一彩色流動映射。 第二十二圖舉例說明依攞本發明之處理系统之一波形 的產生。 第二十三圖是為依據本發明之用於產生一彩色流動映 射系統。 第二十四圔是為依據本發明之用於計算一彩色流動映 射之逋程流動順序。 第二十五·是為使用交叉Μ係法用於產生一彩色流線 鼷的過程流動順序》 〔發明之詳细描述〕 第一臞中顧示了超音波成像糸統中所用之一壓電超音 波換能器18(1)-18(10之成像陣列1 8的示意性方塊圖。該 懕®換能器元件18 (1)-18 (N)的陣列產生轚音臁銜•轚音脈 街是K 一笮波束18 0傅播至影像目檷（一般為人體组嫌 區）或是傳_媒介中。該等脈衡作為—具有槪為恆定之速 率的球面波185來傅播》Μ自影像點IP 或反射器返回 之訊號形式的轚音反射波是由換能器元件的同一陣列1 8 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

I T 本纸張尺度適用中國《家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 4472 1 5 A7 B7 _五、發明説明（父） 或其他接收陣列偵測到•並且其可Μ指示反射结構之位置 的方式顧示出。 於各棰傳播時間之後，來自傳輸媒介内之影像點I Ρ的 «音反射波到達接收陣列之各個換能器元件丨8(1)-18(Ν)。 各換能器元件之傅播時間各不相同*並且是取決於各換能 器元件與影像點I Ρ之間的距離。此對於典型超音波傳输媒 介•即柔炊的身體組雄亦為真|其中聲音速率至少為相對 恆定。随後*所接收到的信息Κ指示反射结構之位置的方 式顯示出。 於二維Β棋式掃描中•振衝可沿著第一Η所示之多條 視線傳输。若對反射波取樣且將其幅值謀瑀為亮度*則陰 極射線管（CRT)或監視器上可顯示一灰度影像。一影 像一般包含1 2 8條該等掃描線*以0.75β角為間隔，形 成一 9 0。的爾形影像。由於水中的轚音速率為1.54Χ 10 s cm/sec»因此至16cn深度的往返時間將為208y s。是Μ •沿著128條視線獲取資料所麻的全部時間（對一楨影 像而言）為26. 6*s 。若糸统中其他訊號處理器快得足Μ保 持此賁料獲取率•則可Κ對應於擁準霣視視頻的速率產生 二維影像。例如*若超音波成像器是用於透遇一對肋骨之 間的胸腔壁觀視反射的或回散的聲音波*則可Μ即時地製 作心臓泵送的影像。 超音波傅輸器一般為一用於垛控》列之Κ爾換能器 18(1)-18(Ν) 的埭性陣列（一般Κ隔開半個波長），該操 -1 0 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) " •訂 本紙张尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4说格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局員工消費合作杜印製 4472 1 5 A7 _ B7五、發明説明（η ) 控陣列的高度型想為固定•且其方位形態主要是由延遅操 控來控制。一棰傳統式陣列的輻射（方位）波束型態主要 是藉由將延埋的傳输脈®Μ來自加在一起的所有換能器之 能量於影像點I Ρ處產生一所需波束形狀的方式施加於各換 能器18(1)-18U)來控制。因此•需要一時間延遲電路與各 換能器元件18(1)-18(N)相連* Μ沿著預定方向產生所需的 傅输幅射型態。 如前所述•換能器元件18(1)-18(H)之相同陣列1 8可 用於接收返回訊號。於一時間延遲（相等於影像點至捵能 器元件的間距除Μ媒介内波傳播之假設為恆定的速度）之 後•於影像黏處創埴出的反射或回應的波束能量波形到達 各換能器元件。類似於傳輪捞式•此時間延遲對各換能器 元件而言各不相同。於各接收換能器元件處，這些路徑長 度的差異應當藉由自任一指定深度的符殊影像點處聚焦各 接收器處所反射的能量來補償。各接收元件處的延遲是為 自該元件到陣列中心所测出之間距Μ及對陣列测出之正常 觀視角方向的函數。 波束成形與聚焦搡作包括形成由所有換能器所觀察到 之發散波形的雄數，但是於該瘅數中*必須各不相同地延 理各波形Μ使其可全部達到同相*並且必須於該總數中缠 當地加權波形。因此*需要一波束成形電路，Μ將一不同 的延理加諸於各通道•並且隨著時間改變該延理。沿著指 定的方向*嫌著反射波由較深的組嫌返回*接收陣列嬗著 -11- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度適用中國國家橾率（CNS > Α4規格（210X297公釐） p 4472 1 5 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（γ) 深度不斷地改整其焦點。此通程稱為動態聚焦。 於接收波束形成之後，其以傳統的方式數位化。各接 收脈銜之敝位表示是為對《於由一埸點返回之超音波能最 之一回敗剖面的時間序列，作為由波束形成之方位的範圍 函數。逋縝的脈衡是在不同的方向上指出·覆蓋了-45°至 + 45。的視域。於某些糸統中，來自相同點之理績觀察的資 料的時間平均（稱為持久加槔）是用以提升影像品質。 第二A至二D圔是為示意圔•說明本發明中所用之各 種換能器陣列结構；與其廚應的掃描影像區域之間的關係 。第二A讕顯示一線性陣列1 8A，其產生一矩形的掃描 影像區1 80A。該一陣列一般包括1 28個換能器。 第二B圓是為一示意圖，顯示了 一；彎曲的線性換能 器陣列1 8B與所獲得之剖視的彎曲影像掃描區1 80 B 之間的閭係。同搛地，陣列1 8B —般包括1 28個相鄰 的換能器。 第二C·顯示了一線性換能器陣列1 8 C與一梯形影 像匾1 80C之間的Μ係。於此實施例中•陣列1 8C — 般是由1 92個相鄰的換能器構成，而不是1 28個。線 性陴列是《由組合第二Α匾中所示之線性播描與相位調蝥 之陣列掃描來產生梯形的描描區1 80C。於一實施例中 ，陣列1 8 C相反端上的64個換能器是用在相位調整陣 列構成中·以於其嫌部達成區域1 8 0C之彎曲的角度部 分。中間的64僩換能器是用於媒性掃描横式内，以完成 -12- 本紙浪尺度遙用中家樣準（CNS ) A4it*S· ( 210X297公羞) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4472 1 5 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明说明（.Λ ) 矩形區域1 80C的部分。因此，梯形區1 80C是藉由 使用次孔掃描方法來達成，其中於任一時間僅有64個換 能器為現用者。於一賁施例中，相鄰姐的64個換能器交 替地被觸發。意即，首先，換能器1 一 64變為現用。随 後，換能器64 - 1 28變為琨用。於下一步软中•換能 器2-65被觸發，皤後換能器65 — 1 29被觸發。此 型態一直持續到換能器128—192被觸發為止。随後 •換能器1_64再度開始掃描遇程。 第二D圖顯示依據本發明之用以執行相位調整陣列成 像之換能器1 8D的一短的線性陣列。嬢性陣列1 8D是 經由相位調整陣列波束操控過程而使用，Μ產生一角度片 區 1 8 0 D。 第三臞是為本發明之一超音波成像糸統10的一示意 性圔式。該系统包括一手持式掃描頭12·該手持式掃描 頭是耦埋到一可擁式資料處理與顯示軍元1 4 (其可為一 膝上型«臛）。或者，資料處理與顗示覃元14可包括一 個人霣腦或者交界到一C R ΤΜ提供超音波影像顯示的其 他霣腦。資料處理顯示單元1 4又可為一小巧、輕便的單 片單元，其小得可Κ為手持式或為使用者穿用或攜帶。雖 然第三圖顯示了 一外部掃描頭，但本發明的掃描頭亦可為 内部掃描頭，S通一滾明插入到體内以供内部成像。例如 •播描頭可為用於心臟成像的一 transesophogeal探頭。 掃描頭12是《由一電埭16理接到賁料處理器14-13- 本紙張尺度適用中困B家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐> * ----------t------.訂1~-----''tl- (1*先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印«. 。4472 1 5 Α7 Β7 五、發明说明（士） 。於另一實施例中•糸統10包括一界面軍元13 (虛線 所示）.該界面單元13是連接於掃描頭12與資料處理 與顕示單元14之間。界面單元1 3最好包含控制器Μ及 具有一數位訊號處理器（DSP)的處理®路糸統。該界 面軍元可執行所需的訊號處理工作並可提供訊號输出至資 料處理單元1 4及/或掃描頭1 2 °對於具有一掌上型電 腦的使用者而言，界面單元1 3最好為一內部卡片或晶片 組。當與一桌上型電臞或膝上型電腦共同使用時’界面單 元13可代之Κ一外部裝置。 手持式外殻1 2包括一換能器部分1 5Α與一把手部 分1 5 Β。換能器部分1 5Α是保持在4 1 t以下的溫度 *以使與病人皮膚接觸的外殼部分不超過該一溫度。把手 部分1 5 B最好不超遇5 0Ό的次高溫度。 第四Α圖是為本發明之超音波成像系統10之一實施 例的示意性功能方塊。如圖所示•掃描頭12包括一超 音波換能器陣列18·其將超音波訊號傳输到所闞注的區 域或影像目檷11·如人嫌組嫌區，並接收自影像目標返 回的反射超音波訊號。掃描頭12又包括換能器驅動器電 路系统20與脈衡同步化霣路糸统22。脈衝同步器22 將一系列的精確計時且延理的脈衝送逹驅動器2 0内之高 轚壓驅動器霣路。由於各脈衡是由驅動器2 0所接收，故 高霣懕驅動器霣路被觴發，以將一高m壓驅動訊號送達換 能器陣列1 8内的各換能器* Μ«發換能器，以將一超音 -14" 本紙張尺度逋用中國國家橾隼（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) " •訂 >4472 1 5 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 _五、發明说明（A ) 波訊號傅輸到影像目摞1 1 。 由影像目棵1 1反射出的超音波反射波是由陣列1 8 内之超音波換能器偵測出。各換能器將所接收的超音波訊 號轉換為送達預放大霣路24與時間變化增益控制（TG C)®路系統25的代表性霣訊號。該預放大電路系统2 4將來自換能器陣列18的霣訊號位準設置在一逋用於後 續處理的位準，且TGC霣路糸统2 5是用K補償聲音脈 衝的衰減，因為其穿遇人體姐缣並糴動波束成形霉路2 6 (下文中描述）Μ產生一線影像。調節電訊號是被送達波 束成形電路系统26，該波束成肜電路糸铳2 6是將適當 的微分延埋引入到各接收到的訊號》Μ動態地聚焦訊號· Κ產生出一精確的影像。用Μ將微分延埋引入所接收之訊 號Κ及由脈衡同步器2 2所產生之脈»的波束成形糸統的 進一步细節描述於所结合之國際專利PCT/US96/11166。 於一較佳實fe例中，動態聚焦與總和的訊號是送達一 A/D轉換器27 ·以對雄和的訊號數位化。随後，數位 訊號資料於«鎳16上由該A/D轉換器27遞送到一彩 色都普勒處理®路36。懕當注意，A/D轉換器27並 非是用於另一實施例•該賁施例中供擬的鑲和訊號是直接 於系统《線1 6上發送。数位訊諕又可在一解調電路2 8 中解調，並在資料處理器Μ及顯示軍元1 4内«送到一掃 描轉換霣路3 7。 又如圓所示，一播描頭記憧2 9¾存來自一控制器2 -15- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^. "7訂 本紙張尺度逋用中國困家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 r 447 2 1 5 A7 B7 五 '發明説明（A ) 1以及資料處理與顬示軍元1 4的資料。該掃描頭記憶體 29將所髄存的資料提供到脈街同步器22、TGC25 Μ及波束成形器26。 掃描轉換馕路糸統3 7將來自波束成型電路系統2 6 之数位化的訊號自極座標（7 ,θ)轉換為直角座禰（x,y)。 於轉換之後，直角座標資料可送達一番擇性的後訊號處理 级3 0，其中直角座檷被格式化以供在顯示器3 2上顯示 出，或者供於一視頻颳縮霉路34中壓縮之用。該後處理 鈒3 0亦可使用此後所述的掃描轉換炊體來執行。 來自A/D連接器2 7之數位訊號寅料是被資料處理 器軍元1 4内之一脈衡化或連讓的都普勒處理器3 6所接 收。該脈衡化或連讀的都普勒處理器3 6產生用於成像移 動目禰组掮1 1 (如滾動的血液）的賁料。於一較佳實施 例中*在脈衝化都普勒處理之情形下*可產生一彩色的流 動匾。脈街化的都普勒處理器3 6將其所處理的資料送達 掃描轉換霣路糸統28·其中資料的棰座禰被拥譯為逋用 於顯示或視頻屋縮的直角座禰。 —控制«路•最好是為一個人霣B (如桌上型、膝上 型、掌上型霣腦）内部之撤處理器38的形式，其控制著 超音波成像糸統1 0的高位準搡作。撤處理器38或一D S P初始化延理並與捕描轉換記憧Η。控制霣路3 8控制 著經由播描頭記憶«2 7而引入到脈衢同步器2 2與波束 成形霣路系统2 6的微分延蠼。 -1 6 - 冬紙張尺度逋用中國困家揉隼（CNS ) Α4规格（210X297公羞} ---------】裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) τ ν 經濟部中央標率局貝工消费合作社印製 4472 1 5 A7 _B7 ________ 五、發明説明（A) 微處理器3 8亦控制著一儲存賁料的記憧應40 *該 些資枓是為掃描轉換霣路系統28所使用。可从理解•記 憶《4 0可為一軍記憶«或多記憶級霣路。微處理器3 8 又與後訊號處理霣路糸統3 0以及視頻壓縮電路系統34 交界，K控制其各自的功能。視頻壓縮電路系統34懕縮 資料·以允許影像資料經由_傳輸通道傳输到逭端站*以 供顯示與分析。此傳输通道可為一數據機（MODEM)或無線蜂 窩式通信頻道或其他習知的通信方法。 本發明之可掮式超音波成«糸統10最好由一電池4 4供電。霣池44外新的罨池霣壓驅動一穩壓電源4 6， 該檯壓霣源提供穗定的電力至成像雋统10中的所有子糸 統（包括位於掃描頭1 2内的子糸铳）。因此*供應掃描 頭的電力可在霣媒16上由資料處理與顯示單元14所提 供° 第四B圓是為本發明之超音波成像系統之另一較佳實 施例的示意性功能方塊圔。於一變化的掃描頭12'中， 解調霣路系统由一位於變更之資料處理與顧示單元14' 内的餘處理器3 8所執行的炊粗所取代。特別地•來自A /D轉換器27的數位賁料串由一FIF0記憶體37進 行級衡。微處理器執行軟《指令*以解調、進行掃描轉換 、彩色都普勒處理、後訊號處理與視頻懕縮。因此第四A 圈中的許多硬Η功能由第四BH中記憶H4 0所脯存的炊 «所替代•因此減小了系統1 所霈的《拥尺寸與竃最 -17- 本紙張尺度適用中國國家標率<CNS)A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 t 44721 5 A7 _____B7__ 五、發明説明（士） Ο 第五A、五Β與五C圓中顯示了超音波系铳之波束成 形霣路系铳的其他較佳實施例。埴些實施例均要求取掾的 横擬資科被下轉換、或溫合到來自一中頻（IF)的基帶 頻率。此下轉換或混合是藉由首先令取樣資料乘以一複數 值（由禊數值的指數输入到乘數階來表示）*随後滤波資 料以剔除已混合到附近頻率之影像•來達成。此處理的输 出可Μ—最小输出取樣率來獲得並可用於後續的顯示或都 普勒處理。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於第五Α圓中，一姐取樣電路5 6是用Μ獲取一資科 54，該資料54是由製造於積«霄路50上之一 CCD 架構之處理電路内的一束轚荷來表示。資料是設置於一或 多條延遲線内，並且使用記憶體與控制電路糸铳62、可 程式延理電路5 8 ·於逋當的時間输出到一選擇性內插濾 波器6 0。該内插濾波器可用以提供一轚音波之往返時間 的精確估算值*藉此提供來自一感测器陣列之返回訊號的 較佳焦點。於第五A匾中描繪了一處理器陣列的兩條處理 通道5 2。來自内插濉波器•位於類比嫜計節點6 6之结 點之輸出被予以組合* K自該陣列提供波束成形之输出資 料。 使用一超音波換能器而獲得的資料類Μ於藉由換能器 之中心頻率所調制的一適度帶寬之輪出。換能器的中心頻 率*或特微頻率等效於I F。於一取樣類比糸銃（如使用 -1 8 _ 本紙張尺度逋用中國國家梯率(CNS)A4规格（210X297公釐） M濟部中央標準局負工消費合作社印製 4472 1 5 A7 B7 五、發明说明（Λ) CCD)中，Ω=2π f I/fs’其中f I為中頻.且f s為 取樣頻率。值η對應於取樣序列號（即’ n = d,1,2,3,4,… )。乘法器68的输出稱為同相（I)或90°相位差（ Q)樣本。一般而言，I與Q值均不為零。然而當堪定的 IF等於fs/4時，輸出K —重複序列I 、 Q 、 -I 、 -Q 、 I 、 Q 、 -I ····僅產生I或Q值。事實上，输入 資料僅由1與一 1來度量。因此*若_入資料a依序地随 時取揉時，a[0]、a【U、a[2]、a[3】、a[4]，…，a[n]，輸 出資料為 a[0]、 j*a[l]、 -a[2]、 j*a[3】、 a【4]，…， 輸出資料為 a[0]、-a[2]' j*a【3]、a[4】··’。 I與Q输出74、76各者被低通«波為70、72 • Μ將混合到基帶內的訊號影像濾除。低通逋波器的係數 可使用一最小平均平方（LMS或L2基準）或切比雪夫 (L無線大基準）準則來設計。事實上•最好能盡可能多 地減少獲取一所霈濾波器特性所需的係數數目。 第五ί麗舉例說明了低通濾波器之CC D實施的一個 實例。装置9 0包括一條具有五個固定權數的乘法器94 的13狀態分接延埋錶·以實琨孩濾波器係数。如第六圔 中所示者*通頻帶内的薄波小於〇.5dB*且阻頻帶衮減低於 滿刻度-30dB。 隱後對低通饈波器的输出分樣至少為2的因數（7 8 )。若超音波訊號的帶寬被限制為明顧低於取樣頻率之半 數•則可保証分樣大於2。對於大多敝超音波訊號而言， -19- 本紙張尺度適用中困國家榡率（CNS )八4说格（210X297公釐} — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) )裝· » I ^ir— 經濟部中央標準局貝工消費合作社印«. 4472 15 A7 _B7 五、發明説明（ί) 通常使用大於2的分揉因數*因為訊號帶寬相對於取漾頻 率較窄。 分樣與低通漶波器的次序可K互換K減小低通濾波器 的時計頻率。箱由使用漶波器庫，可K選定I與Q低通漶 波器的係數•以使各®波器僅接收其输入處的相隔的資料 。當選定了分樣率為2時•此"變換時鐘#設計使配置限 制得Μ放寬。若分揉因數大於2 (即·當訊號帶寬忘S f /2)時，逭些局限可進一步放寬。 下轉換的输出資料得以通過从供進一步處理 > 埴些處 理包括訊號包封檢波或都普勒處理。對於顯示器而言，訊 號包封（又稱為訊號量值）計算為I與Q檐出的平方和的 平方根。於該情形中，當I F = fs/4時，即1 = 0或Q = 0， 則包封檢波所有變元均為零。I與Q霣料逋常為進入都普 勒處理的輪入*都普勒處理亦使用訊號包封Μ在訊號的正 向及/或反向頻率旁頻帶中提取信患。於第五Α圖中•僅 需要有一個下轉換級緊嫌在超音波波束成形之後。 於第五B圃中*於各緊隨於取樣霣路5 6之後的各處 理通道52内設置一下轉換级。此處I與Q資料86、8 8的生產完全是按先前所述來進行，但是比在糸铳内執行 得更快。此種方法的主要Ί^ΙιΓ是*在超音波訊號帶寬K及 低通《波器與分樣因數的遢擇基礎上，可將各處理通道内 的資料率減小到最低限度。於此實施例中·所有的處理通 道5 2於濾波器級中均使用相同的複數值乘法器以及相等 -20- 本紙張尺度逋用中ΒΗ家樣準（CNS > Α4規格（210X297$釐} ---------)裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) τ *-ιτ 4472 1 5 A7 B7 五、發明説明（J) 的係數與分樣因數。與前一實施—漾’其是延遲並内插禊 數值資料Μ提供波束成形的输出。 第五C_中所示之超音波前嫌與第五Β圖中的超音波 前端幾乎相同。其中的差異是内插鈒8 5、87已經去除 *並且賴由在複數值的乘法器值内堪擇獨有的值而被取代 ，以提供處理通道延埋之更為精確的估算。此方法具有— 項缺點是乘法器的输出瘅是呈現非零的I與Q值。此是於 一複數平面的示意黼内改變乘法器输人之單元循環的取樣 率的结果。因此，此方法可在各通道內提供樣本延遲之更 為精確的估算•但同時在各處理通道之输出處產生完整複 雜估算資科方面有所損失。此變化可能痛要比前一實施例 中所示之更多的包封與都普勒檢波之後信息處理。 一種用以在波速成形或濾波«路與霣腦之間交界的系 統之較佳實施例是Κ電路板或卡片（PCMCIA)形式 向電腦提供一插頭。 經濟部中央標芈局貝工消费合作社印11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 第五E國中的板700舉例說明了一»施例，其中數 位的波束成形資料的1 6個位元是在霣線上由微分接收器 702自掃描頭中接收。於暫存器704處亦可接收到一 時計訊號，K及轉換的微分資料。第一W極陣列7 0 8M 一半的資料率將1 6個位元轉換為32個位元。該32位 元資料被計時到F IF0712中，F IF0712輸出 加上的寅料7 1 6。第二閛搔陣列7 1 0存取到達PC I 匯流排控制器的所有控制訊《與輪出7 1 4。此特殊的實 -2卜 本紙乐尺度逍用國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公羞) ' — 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 4472 1 5 A7 __B7___ 五、發明説明（/) 例使用資料的16個位元•但此項設計亦可適用於32個 位元或更多。 或者，可使用一適於插入到一個人《腦、膝上型或掌 上型電腦之卡片檐或埠的卡Η。於此實腌例中•微分接收 器輸入到暫存器，其將資料墦送給F I F0 *並睹後遞送 到位於卡Η上的一匯流排控制器。來自控制器的輸出直接 連接到霣腦之P C I匯流排。另一種可替代的方式是使用 微分驅動器與接收器將掃描頭互連到界面板或卡•其是使 用I Ε Ε Ε 1394橘準電媒，又稱為〃火線〃。 第五F圈中《例說明一種蝥合的波束成形電路7 4 0 之一較佳實施例的實例。«路74 0包括一時序電路74 2 *以及連接於總計轚路7 54各側的5涸延遲電路7 6 0。各電路760包括一取樣霣路746、一 CCD延遲 線752、一控制與記憶霣路750、一解碼器748、 及一時計驅動器電路744。此霣路系铳為觸墊7 5 S所 包圃•以提供對晶片霣路糸統之存取。積通轚路的面積最 好小於2 0平方亳米•並可被装設於掃描頭的單板上，如 前述所參考之申請案中所提出之各棰實施例所述。亦可使 用頬似的结構實施一涸十六、三十二、六十四延遲線携雔 霣路。 第tA_是為顯示器上所覆釐之輸入點的示意画。如 所述者，超音波束1 80中接收到的_入貼IP並不怡好對 準一傅統顯示器3 2之直角排列的《素點P。由於顯示器 -22- 本紙張尺度適用中明國家揲率（CNS 规格（210X297公釐） ! ^ - I H I I .,訂 J. I I I— I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局負工消費合作社印製 4 4721 5 a? _B7________ 五、發明説明（v\ ) 僅可願示像素化的資料•故輸入點I P必須被轉換為直角格 式0 第七B_是為具有轉換為像素之_人資料的第六圈之 顯示器的示意圖。如所述者，各影響點I P被指派到顯示器 32上之一對應的像素點P · Μ形成一影像。 掃描轉換的一個目的是進行與非平滑線性之掃描頭（ 如相位調整的陣列、梯形或彎曲的埭性頭）一起使用而所 痛的座摞空間變換。為達成此目的·必須以一種次序謓取 寅料並Μ另種次序寫入輸出資科。許多現有的系统必須在 運行中產生變換序列•因此降低了《活性並使梯形的掃描 形態爱得更加困難。 由於播描轉換里排資枓•故其亦可用於旋轉、平移及 圔像猫放資料。旋轉是用於觀視掃描頭所描鯓的影像之頂 部、左側、右撖或底部的影像，或者任意角度的影像。縮 放與平移通常是用以更近地檢査影像的不同部分。 除了缩放到物《 —涸區域中之外•其亦可用於在屏幕 的不同地方同時看到多個區域。通常，屏幕上顯示完整的 影像*但某些區域可Μ由嫌故到視線内來取代。此特激通 常稱為"窗口内的窗口β 。現時的高价位糸統向一個窗口 提供此能力，但影像糸統最好允許有任意數目的縮放區· 各嫌放區具有任意的尺寸與形狀。不規則掃描型態的使用 可Κ使系統設計變得容易並且可較大程度地利用掃描頭。 特別地*使用不規則掃描型態可以減少或«藏與成像深度 -23- 本紙張尺度迫用中國Β家橾率（CNS ) Μ说格（210X297公釐） ---------)裝 ：-訂 ~~： (請先閱诗背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印家 4472 1 5 A7 B7 五、發明説明（吵） 區相關的靜止時間。於深度區成像的情形中，波束被傅輸 *但是在於波有時間行进至最大深度並返回後的某一稍後 時間被接收。因此•若於該靜止時間期間照亮並重建其他 區*則可獲得更高的幀率或較大程度的側面取樣。此舉可 令掃描型態變得不規則（雖然其是為固定且被精確地計算 )。以下所述的《活的掃描轉換可自動地改正該一不規則 情形。 第八圈是為一個一般用途之影像重映射结構之一較佳 實施例的示意圖〇依據本發明之一較佳《雎例•資料最好 是在軟體内執行波束成形與操控的剩餘步»之後而直接帶 入P C。如此，附加的硬®可減小到最低限度*以使個人 電腦可為一小型的可擄式平台，如—膝上型或掌上型轚腦 〇 最好是提供一輸入陣列1 42、一重映射陣列1 44 與一输出陣列1 46。重映射陣列1 44是為一指檷或指 點器陣列，其是為用於判定自_入陣列1 42中何處獲取 各像素之输出影像的尺寸。重映射陣列1 44内各位置中 的數字是表示於輸入賁料中何處獲取進入输出陣列1 4 6 内同一位置的各像素。因此，重映射陣列1 44與输出降 列1 46可視為具有相同的幾何形吠，同時輸入陣列1 4 2與輸出陣列1 46具有相間類型的資料•即實際的 寅料。 输入陴列1 42具有用於各超音波幀的新霣料*此意 -2 4 - 本紙張尺度逍用中國國家橾率（CNS > A4规格（210X297公釐） ---------)裝------TiTJ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 4721 a? 〜 _ B7 _____ 五、發明説明（4) 味著其處理資料並將賁料設置於每幀上的输出陣列1 4 6 内。依撺本發明，提供幀率為每秒至少2 0幀的新的超音 波幀*最好為每秒30幀。然而，重映射陣列144僅當 掃描頭類型或觀視參數（即縮放與平移）被更新時方可更 新。结果，可相對鍰慢地產生重映射陣列1 44資科（但 在一秒K下仍為較佳），只要自—新輪入資料集中計算一 新输人影像的例行程式操作是从每秒約3 0幀的幀率進行 。此舉不僅使一個一般用途之個人罨臛得Μ執行產生重映 射陣列1 44之資料的工作，同時不必令附加的硬體作用 於該項工作。於一具有一數位訊號處理器（DSP)之計 算系铳内，DSP可執行重映射陣列144之計算。 . 於本發明之較隹實例中，輪入陣列1 4 2的輸入記憶 體可為兩靜態隨櫬存取記憶體陣列（SRAM)或一視頻 随機存取記憧H (VRAM)陴列，其中输人為串列存取 且輪出為隨懺存取。而V RAM陣列可能太慢且更新時過 於昂貴。雖然«機存取記憶體S RAM仍在工作，但重映 射陣列1 44的重映射記憶®最好為V RAM或動態陳機 存取記惲91 (DRAM)內寊施的順序存取記憶體。輸出 陴列1 4 6的输出記懂體可以是一個幀婊衡器或一先入先 出（F I F0)级®器。基本上，掃描轉換是在被要求時 於_行中進行。最好是使用P C中的软«進行掃描轉換。 若掃描轉換是在硬«中進行·則由於PC僅餘存賁料，故 減低了糸統的禊雜度。因此，依據本發明的结構最好為兩 -25- 本纸張尺度遞用中國國家梂準（CNS ) A4规格（2〗0><297公釐） -----------〕裝-------iTJ {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ___ 經濟部中央標隼局員工消费合作社印装 4 472 1 A7 B7____ 五、發明説明（4) 涸随機存取输入級®器、一個順序存取里映射嫒衡器、與 小型的（如果有的話）FIF0或用於输出後衝器之管線 的位元。此表示_出幀鑀衝器是在PC記憶潲内。 依據本發明之一較佳實施例，超音波掃描轉換中使用 一種使用誤差擴散的空間混色技術。典型的混色是在像素 飽和度範園内進行。依據本發明，超音波掃描轉換中是對 空間範画内而非像素飽和度範圍内近似的像素使用混色。 空間混色是用Μ近似兩鶄入資料點中落下的值。此現象的 發生是因為僅對離散的活動範圍進行取揉，但顯示器屏幕 上的像索可落在兩個活動範画之間並爾要«波。空間混色 必須用Μ内插於縱向的樣本點之間。 回想重映射陣列144雔存各输出點對一輸入點的映 射。輸入資料點一般是在極座標内·而输出點是在直線構 成的座標中。儘管重映射陣列1 44僅包含進入输入陣列 142的指標*但可Μ認為其包含半徑（r)與角度（Θ )值。理論上•逭些值具有任意的精度》且不必對應於實 際的取樣點。現在考慮到這些任意精度的數字必須轉換為 整數。整數的半徑值對應於被取出並為系统之徑向取揉密 度所限制的《敗樣本。整數的角度值對應於被掃描且因此 為掃描角數目所限制的鐮敗的徑線。若應用空間混色•則 浮點值可映射到固定的整數值，而不會有與未具誤差擴散 之離敗捨入一起出現的瑕疵。 第九A、九BB為一流程黼，說明依據本發明之一重 - 2 6 _ 本紙張尺度逋用中國國家標芈（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 】裝. 4472 1 5 A7 B7 五、發明説明（λ ) 映射陣列的計算技術。於步》2 0 5中*檢査掃描頭以判 斷是否有任何變化。若掃描頭已改變，則處理過程繼嫌至 步驟2 1 0 ·其中規劃新的掃描頭類型。於步驟2 1 0之 後•或者若掃描頭未有赛化（步》205)，則處理過程 纽續至步K2 1 5。於步驟2 1 5中·檢査顯示窗口以判 斷是否有任何縮放、平移或新的〃窗口中窗口 〃特戡。若 為是，則處理绝續到步》220 *其中使用者输人新的觀 視參數。於步嫌220之後，或者步《2 1 5中窗口沒有 赛化•則處理繼缜到步驟2 2 5 ·其中淸除重映射陣列Μ 顯示输入與输出陣列中新的Η係。 於步驟2 3 0中•程式選定一窗口 WM供處理。於步 »2 3 5中，所有媒誤差值LE與所有揉本誤差值SE初始 化為零。於步Κ240中•令一點計數器初始化，Μ指點 到窗口W之左上方的像素。 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於步睇245中·應用計算視圖V内各點的一浮點線 數LFP與樣本偏移最SFP。對於一相位調整的0列，此將 為一半徑r與一角度0於步驟250中*任何先前傳播的 誤差項LE、SE (下文討論）加入到點P的浮點值LFP、 S FP。於步班2 5 5中，浮點值LFP、SFP可四捨五入到 最接近的整數L R、SR,其對應於實際的取樣點。於步驟2 60中，應用計算四捨五入誤差即： L BE= L FP- L R ； S RE= S FP- S R i -27- 本紙張尺度適用中國«家揉丰（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 447215 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

A? B7____ 五、發明説明（> ) 於步驟265中*誤差傳播到右側、左下方、下方、及右 上方對應於現時點P的像素黏。 傳播誤差 LE(右方）=LE(右方）+ LREX 7 / 1 6 LE(左下方）=LE(左下方）+ LREX 3 / 1 6 LE(下方）=LE(下方）+ LREX 5 / 1 6 LE(右下方）=LE(右下方1/1 6 SE(右方）=S E(右方）+ SREX 7 / 1 β SE(左下方）=SE(左下方）+ SREX 3 / 1 6 SE(下方）=SE(下方）+ SREX 5 / 1 6 SE(右下方）=SE(右下方）+ SREX 1 / 1 6 於步陡270中•應用計算一Μ掃描資料顚序指標為基礎 的資料指漯。 重映射（Ρ)=指棟（LR,SR) 於步驟2 7 5中，進行核對K判斷窗口中是否有更多 的點。若有更多的點需要處理，則於步驟280中，指摞 器P加1到下一點。随後處理返回到步驟245。一旦窗 口中所有的點均已被霣理•則處理进績到步嫌2 8 5 〇 於步K285中•進行核對Μ判斷是否有更多的窗口 禰要被處理。如果是逍樣》則處理返回到步驟2 3 0。反 之，則執行處理。 由於混色對各_出像素映射一個來澦，因此可使用同 一重映射结構Μ進行軟«中（甚至可鶼式霣腦中）可能的 本紙張尺度遴用中國國家橾< CNS ) Α4规格（210Χ297公羞） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)____ Α7 Β7 4472 1 5 五、發明説明（A ) 即時掃描轉換。因此’複雜的混色搡作僅在初始化期間或 當觀視參数麥化之際進行。然而•所有影像中均里琨出混 色的益處。 第十圔是為一轆出幀計箄引擎的流程圈。於步驟3 0 5中，將波束成形、解調輸入資料講入記憤體中。於步软 3 1 0中，令镝出像素指摞P初始化。於步驟3 1 5中· 輪出陣列依據下式被設定為相等於依重映射陣列： _出（P)=输入（簠映射（P)) 於步驟320中，稱出像素指擦P增加1。於步驟3 2 5中，對像素指摞P進行核對，Μ判斷是否成形出影像 。若未成像，則處理返回到步級3 1 5。一旦影像中所有 的像素均已被計算，則處理堪缜到步》3 3 0，其中選擇 性地令输出影像平滑。最後，於步驟335中，顯示輸出 影像。 儘管混色確實移除了由簡軍的四捨五入所引起的櫬器 磁頭痕跡與波紋型態的瑕疵•但混色亦引入了高頻雜訊。 正是此高頻雜訊的平均值允許此平滑的過渡效果。對於未 受钏練的眼瞬而言•瑄些瑕疵比起Μ簡軍四捨五入或最近 點情形下所獲得的结果更令人傾愛，但是其對超音波技術 貝而言可能令人討«。 _由於簠映射通程之後採用低通空間«波器Μ平滑影 像’埴些瑕疵可Κ大大減少或者有可能消除。濾波器可為 一箱式濾波器或者非對稱«波器可與一所需的輸入解析度 -2 9 - 本紙張尺度逋用中國_家橾率（CNS ) A4*t格（210Χ297公釐} ---------^衣 riT—. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 經濟部中央標準局貝工消費合作社印¾ ^ 447215 Λ7 B7 五、發明说明（d ) 特性相匹配。漶波器可應用於直媒構成的範圃*該範圃與 特殊位置處點座禰的方位或角度相匹配。 基本上•需要一匹配的漶波器，其範圍類似於或正比 於所混色的點之間的距離。因此’—具有更大平滑度的大 滹波器最好伴隨有一高最值•然而取代取揉半徑R或角度 (Θ )較小（在一個像素順序上），可能不需要瀘波。 由於重映射操作基本上為兩載人與一髄存•故其可使 用一標準個人電腦來進行。當以組合語言編碼時*重映射 演算顯示為於一 166MHz的Pentium (奔嫌）架構上的PC上 工作，以獲得非常接近的即時的搡作。此外•當以組合語 言寫入時，解調已在PC上進行*，同時仍保留達到最近 的即時操作。本文與圓式性檷籤最好是藉由辟存媛衝器開 始時的輸入固定值或彩色並且随後自動映射欲使用色彩的 地方而達成。若效果、形狀或本文顗示於重映射陣列中· 其將打開並於不需計算成本下自動地#置於所有影像上。 第十一 A、十一 B圃是為可呈琨於本發明之顯示器3 2上的願示格式的示意性。本發明的糸統並非顯示一簞一 窗口資料（如前技的超意波成像条统〉•而是具有多個窗 口顯示格式*其可由使用者來S定。第十一 A圖顯示了一 可«擇多窗口頭示，其中頭示器上同時顧示三饀信息窗口 。窗口 A顧示禰準的B超掃描影像•窗口 B顯示一都普勒 二雎彩色流動映射的一 Μ掃描影像。窗口 C是為一使用者 信息窗口，其將命令選揮通信到使用者並便於使用者手動 -30- 本·ϋ尺度適用中國Β家#率（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐} (請先閱讀背面之注意事項再填寫本ί®;) "" τ、1Τ 4472 1 5 A7 B7___ 五、發明説明（4) 埋擇。第十一 B圖是為一單窗口可選擇顯示•其中使用完 整的顯示器僅呈現一 B掃描影像。遘擇性地，藉由覆蓋兩 個顯示器或藉由使用一分割屏幕特激來並房顯示*顯示顯 示器可Μ同時顯示B棋式與彩色都普勒掃描。 第十二画是為一較佳的圈式性使用者界面的功能方塊 圆。一虛擬控制40 0包括一超音波影像控制顯示器4 1 0、一探頭模型特激顯示器420、及一探頭特定特激顯 示器5 0 0。虚擬控制顥示器4 0 0最好在WINDOWS環境下 被摄碼為數位框。 第十三圖舉例說明一超音波影像控制4 1 0的數位框 。透過超音波影像控制顯示器410·使用者可選擇一探 頭型式4 1 2、一地區顯示器4 1 4、一解調®波器4 1 6、及一演算選項418。WAR亦可透過此對話框啟動超音 波掃描。 探頭模型特激顯示器420包括横型型式425、安 全信息430、影像的積體脈街幄值（IPA)資枓43 5、部普勒I PA賁料440、彩色I PA資枓445、 探頭嫌何形狀450、影像區域資料455、都普勒區域 資料460、彩色區域資料465、影像變跡470、都 普助變跡475、及彩色變跡480。埴些賁料最好编碼 為數位框。透«横型特微對話框42 5、使用者可輸入探 頭棋型的一般设置。 第十四Α圓舉例說明一用於輸入並覼視探頭撗型特激 -31- 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS > A4*l格（210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J裝. 訂 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 4472 1 5 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（V) 1 ! [ 之 對 話 框 0 所輸入的參數下載到超音波探頭。 1 1 1 第 十 四 B 圖 舉 例 說 明一用於輸入並觀視安全信息4 3 1 I 請 I 1 0 的 對 話 框 〇 如 所 述 者 ，使用者可輪入一般設定43 2 及 先 閲 1 I 依據管理搮準的波束寬度表資料4 3 4。 讀 背 1 1 © I 第 十 四 C 圖 舉 例 說 明一用於输入並觀視影像I PA 資 之 注 I 意 I 料 4 3 5 之 對 話 框 〇 該 對話框顯示波束成形的輸出值· 瑄 事 項 1 1 再 I 1 些 出 值 K 伏 特 形 式 列 表，作為各種驅動電壓之影像顯示 填 寫 本 % 區 的 函 數 〇 類似的對話框用於輸入都普勒與彩色IPA 資 頁 ___< 1 1 料 4 4 0 、 4 4 5 0 1 1 1 第 十 四 D 圖 舉 例 說 明一用於產生影像變跡功能47 0 1 1 的 對 話 框 〇 如 所 述 者 操作者可輪入並覼視一般設置4 7 訂 2 及 向 量 信 息 4 7 4 0 使用者可适擇用於陣列開窗口 （ 或 | 爱 跡 ) 的 現 用 元 件 〇 1 | 探 頭 特 定 特 微 顯 示 器5 00包括用於輪人探頭特質 5 1 1 1 0 像 視 域 ( F 0 V)資料520、都普勒FOV 資 1 料 5 3 0 及 彩 色 F 0 V資料540的對話框。透過探頭 1 I 特 質 對 話 框 5 1 0 1 使 用者可輪入一般設置5 1 2、成像 1 [ 靜態信息 5 1 4 都 普 勒靜慇信息5 1 6、及F0V設置 1 1 5 1 8 〇 1 1 第十五A钃舉例說明用於输人並觀視探頭特質信息的 1 I 對活框 0 其 可 支 持 任 意 數目的探頭。 1 I 第 十 五 B 、 十 五 C 圔舉例說明用於_入影像F 0 V 資 1 料 5 2 〇 的 對 話 框 〇 如 所述者，使用者可輸入一般設置 5 1 -32- ί 1 本紙SL尺度適用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4472 1 5 A7 B7 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 五、發明説明（ —1 ) 1 1 1 2 2 斷點 Ρ G C資料524、區域邊 界 5 2 6、 及 IS 域 1 1 I 持 m 寅 料5 2 8 。用於都普勒與彩色F 0 V資料顯 示 器 5 1 I 3 0 、 5 4 0 的 對話框相類似並且均為 一 般設置5 3 2 N 請 先 Μ 1 1 1 5 4 2 、斷 點 T GC 資料 534、54 4 、及P R F 資 料 讀 背 1 | 面 1 5 3 6 、5 4 6 的入口。 之 注 1 | 意 1 | 第 十五 D 十五J圈舉例說明依據 本 發明之用 於 控 制 事 項 1 I — 超 音 波成 像 糸 統的附加窗口與控制面 板 。第十五 D 圖 顯 再 填 % 太 示 —. 所 關注 區 域 的靦視窗口及與一掃描 影 像並排設 置 的 控 个 頁 1 制 面 板 。第 十 五 E圖顯示用於都普勒視 域 及其他可 選 擇 設 1 1 置 的 控 制。 第 十 五F圖顯示觀視控制的 彩 色區域。 第 十 五 1 G 圖 顯 示探 頭 特 激〇第十五Η圖顯示探 頭 的彩色I Ρ A 資 訂 料 ΰ 第 十五 I 画 顯示一線性陣列的探頭 幾 何形狀設 置 〇 第 I 十 五 J 圔顯 示 用 於都普勒變跡的設置。 1 1 第 十六 圓 舉 例說明依據本發明之成 像 糸統之一 較 佳 實 1 1 施 例 的 匾像 嫌 放 特激。於此特別說明中 * 可Κ選擇 屏 蓁 3 1 2 上 所 顧示 之 病 人的一Λ構或内部解剖 特 »600 的 詳 细 1 I 特 激 $ 或者 在 一 顯示窗口内或之上放大 該 等詳细特 微 〇 於 1 1 I 此 特 殊 货例 中 9 使用者選定一區域6 0 2 並於窗口 6 0 4 1 1 處 放 大 該區 域 6 02。複數個該等區域 可 以同時被 放 大 並 1 1 分 開 的或 ft 置 的窗口形式顯示於屏幕 3 2上。若 使 用 兩 1 1 偭 掃 描 頭， 則 可 Μ在同一時間顧示不同 的 視圈 > 或 者 可 I 由 記 憧 Η中 找 回 前一記錄影像並顙示於 一 即時顧示 的 影 像 1 旁 箱 » 1 1 -33- 1 1 本紙ft尺度逋用中國國家輮準（CNS ) A4规格（21 OX297公釐） 〜A 472 1 5 at Β7

五、發明说明（vJ 積體的前端探頭方法之结構是設計為提供小尺寸、低 功耗與最大的掃描®活性•包括：1 )傳輸中的多區域焦 點；2)驅動各類探頭之能力，如線性/彎曲線性、塢性 /梯形、及形掃描；3)提供Μ模式、B棋式、彩色流 動圖、與都普勒轚納圔顬示器的能力；4)多個可選擇脈 衡形狀與頻率：及5)不同的點火順序。槙體的前端糸铳 7 0 0的不同實拖例顯示於第十七A、十七Β與十七C圖 中。本發明所獨有的横组是為對應於波束成形晶H702 、傳输/接收晶片704、前置放大器/TGC晶片70 6的塊。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 檷記為〃前端探頭# (前端控制器）的塊藉由產生供 給棋組702、704、706及供給記憧體單元708 之時計與控制訊號來直接控制超音波掃描頭的常規程式操 ‘作。這些訊號是用K確保連績的資料轆出並指示出現於記 憶體單元輸出處的資料所設計的模姐。掃描頭710之較 高位準的控制•及初始化、霣料處理與顯示功能是由一個 一般用途的主計算機7 2 0所提供，如一桌上型PC、膝 上型或掌上型P C。因此•前端控制器亦與主計算機交界 .如，經由PCT應流排或火線7 1 4，Μ允許主機將控 制資料寫入掃描頭記«單元並收回資料。此通程是在初始 化時進行無論在使用者選擇一不同挿描型態之際何時爾 要參數變化（如區域败字及/或位置•或#掃描頭型式） 。前嬙控制器又提供嫌8f與滾程控制功能，因為來自波束 -3 4 _ 本紙法尺度逍用中ae家標率（CNS > Α4规格（210Χ297公釐） 4472 1 5 Λ7 _____B7_ 五、發明説明（U ) 成形器的資料必須經由一帶宽限制速媒送入主機，以防止 資料丢失。 所述的系铳允許彩色流動映射（CFM)與都普勒轚 納圖（DS)功能的兩種不同的實施。第十七/\圖顯示一 硬體架構722的實腌，其中一專用都普勒處理晶片是裝 設於一後端卡片724之上，並用作為主計算720的一 C0- 處理器，以完成CFN1與DS計算。第十七B圖顯示 —硬體簧腌，其中C F Μ與D S計算是由主計算機所提供

第十七C圖顯示了另一糸铳整合•其中換能器陣列與 前端處理單元未整合於一單個外殺内，但卻是由同袖霣纜 所連接。前端單元包括前端控制器、記憧«與三個横组7 04 (傳綸/接收晶片）、706 (前置放大器/TGC 晶片）及702 (波束成形晶片> ，如圈所示。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填离太頁) 〃火線〃是指IESE檷準1394，其於一串列辣 路上提供高速資料傳_。此#火嫜#使界面得Κ使用高容 最、低成本的商業化部件。此禰準支持一棰可用Μ將命令 與規劃霣料發送至掃描頭記憶《的異步資科傳送横式。其 亦可用Μ査詢播描頭狀態並獲得額外的信息•如任—按鍵 或掃描頭上其他蝓入裝置的故動。此外，異步資料傳送镆 式可用以偵測所埋接之探頭的類型。一種等式傳送横式可 用Μ將來自波束成形器的資料傳回主機。逭些資料可能直 接來自A/D或來自解調器或某一組成物。若都普勒處理 -3 5 - 本紙張尺度速用中國國家樣準（CNS ) Α4规格（210Χ297公嫠） 4472 1 5 A7 B7 五、發明説明（0) 是設罝於深頭內部，則都普勒處理的資科可經由火線發送 。或者•寅料可為經由主櫬中之钦體或硬體進行都普勒處 理。火線棟準中又存在一種無線形式，其允許經由一光辣 路進行通信以供非限制操作。此無線形式在探頭使用無線 火媒連接到主機時•可用K提供較大自由度。 所S施的前置放大器/TGC晶片包括積體的3 2個 平行、低雜訊、低功率的前置放大器/TGC簞元。各眾 元具有6 0 d B的可程式增益、低於l.SnVl厂Hz的雜訊電 壓、及每個接收器通道之低於llaW的損耗。 如第十八圖所示者，多通道傳輸/接收晶片包括全局 計数器、一全局記憶體、及一排平行的雙通道傳輸/接收 控制器。於各控制器7 4 0中•具有局部記憶體7 4 5、 延遲比較器、頻率計數器與比較器、脈衡計數器與比較器 、相位S擇器、傳输/接收選擇解多工（DEHUX)開關（T/ R開M)、及位準移位器單元。 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 全局計數器74 2將一主時計與位元值傳播至各通道 處理器740。全局記憧髖744控制傳_頻率、眤街數 目、脈衝顒序與傳接收理揮》局部延《比較器74 6 向各通道提供延埋遘擇。例如，在6Q/2HHZ時計K及一1 〇 位元的全局計數器之下，可向各通道提供1 7 W s的延遲 。局部頻率計數器74 8提供可程式傳輪頻率。一具有比 較器的4位元計敝器提供十六種不間的頻率堪揮。例如， 使用一6QMHZ的主時計，可程式一 4位元計數器以提供不同 3 6 _ 本紙張尺度通用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐） A7 4472 1 5 B7 五、發明説明（β) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的傳 _ 頻率 * 如 6 0 / 2 = 3 Ο Η Η ζ、6 0 / 3 = 2 0 M ft ζ、6 0 / 4 = 1 5 Μ Η ζ 、 60/5=12ΜΗζ、60/6 = 10ΜΗζ等。局部脈衡計數器7 5 Ο提供 不同的脈衝序列。例如* 一具有比較器的6位元計數器可 提供一至64個脈衝的可程式傳輸脈衝長度。局部可程式 的相位選擇器提供次時計延«解析度。 雖然傳輸晶片的時間一般是判斷延遲解析度，但一稱 之為可程式次時計延遅解析度的技術允許該延«解析度比 時計時間更為精確。於可程式次時計延埋解析度之下*頻 率計數器的輸出是與在每一頻道基礎上程式之時計的相位 選通。於最簡簞肜式中 > 使用一個二相時計並且頻率計數 器的輸出與所斷言或者去斷言時鐘理通。或者，可使用多 個斜移的時结。每個通道可理擇一個斜移時計，並用以選 通來自頻率計败器之劣質的時序訊號。例如 > 對於一 60MHz 的主時計，一個二合一相位選擇器提供8ns的延遲解析度， 且一個四合一相位埋擇器提供4 « s的延埋解析度。 画中埋示出積體的傅輸/接收堪擇開H7 54、T/ 組濟部中央樣準局貝工消費合作杜印製 R開闞、及用於傳輸脈衡之積臞的高霣壓位準移位器7 5 0。埋可K使用一可處理64通道驅動器與3 2通道接收 器之單晶片傅输/接收晶片·各通道具有如第十八圈所示 之一控制器。 於第十九圔中所示的另一種實胞中· T/R埋擇/M U X開Μ與高電«位準移位器在一分雕晶片7 6 2上與其 他元件7 6 0分開，Μ允許使用不同的离霣壓半導體技術 -37- 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（2丨0X297公釐） 447215 A7 B7 五、發明説明（4) *如用於生產埴些元件的高崩潰矽CMO S/J F E T或 G a A s技術。 第二十圖中舉例說明脈衝都普勒超音波成像的基本方 法。這些波形包拮一N脈衡串77 0。於各脈衝之後.集 合所辅的大範園（深度）樣本。距離選通脈衝内材料之速 率分佈的時間漸進顯示為聲纳圖7 7 2，其為一個二維顯 示·其中水平袖表示時間，而垂直軸表示速率（如都普勒 移位所估算者）。藉由移動钜離遘通脈衝與改變其尺寸可 詢加不同的區域。使用單距離選通脈銜都普勒處理可產生 ~都普勒轚納圖•如第二十B中所示者。此方法的操作詳 述如下。一 N超音波脈銜之序列是在一脈衢重複頻率f prf 處沿著一指定的視角來傳輪。返回的回波被距離壤通且僅 有來自單距《倉的回音74得以被使用，此意味著僅處理 對應於一區域（自換能器陣列詡始沿著埋定的視角）的返 回訊號·Μ提取都普助信息》»由計算由擴散器收到之回 音的都普勒移位，可以獲得遘定區域內之擴敗器的速率圖 。亦即，所接收到的時間域訊虢之傅立葉變換7 7 6提供 頻率信息*包括所需的都普勒移位f ζ。所Μ注區域内擴散 器的速率分佈可由Μ下闞係式中獲得：

V f d — 2 _ — f c c 其中c是傅輸媒介内的»音速度· fc是換能器的中心頻率 -3 8 - 本紙張尺度遴用t國两家揉準（CNS ) A4优格（2〖〇><297公釐） (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) -" 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 4472 1 5 Α7 Β7 五、發明説明（β) 。例如.若 Ν = 16且f prf = lKHz，則Μ上等式可用Κ —顯示 16ms之都普勒資料的®纳圖7 7 2。若每隔H/f prf秒重複 此過程•則可產生一連績的都普勒聲納圖。 另一實施例包括用於彩色流動映射的脈衝都普勒過程 。客觀而言，其可即時地顯示一較大匾域上的流率與型態 。一棰使用超音波達成此工作的方法被稱為彩色流埭映射 (CFM)。彩色滾線映射技術是為上述單距離選通系铳 之延伸。於C FM中*速率不僅是沿著單一方向或線段估 算，而且是沿著平移所闞注區域之多涸方向（多條掃描線 >來估算。速率信息一般為缌為彩色碼（如紅色表示流向 換能器•藍色表示流動逭離換能器）並被叠置於一顯示襯 墊骨骼之B模式影像之上。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第二十一圖顯示一建立在脈衝都普勒處理基礎上的彩 色流動映射7 8 0。第二十醒的基本單距離選通脈衝倉糸 铳可被延伸·以賴由在不同深度處取樣並保存樣本供附加 處理來測霣多個距雕堪通脈銜。請注意*此舉並不增加探 测時間，因為賁料是由相同的RF埠中埋取於一區域上 掃過波束將令其有可能收集所闢注之2 D區域内速率的影 像。操作畤，並列地處理來自簞一方向上J距離選通脈衡 會7 8 2的資料。於處理N脈衡返回之後•輸出表示一 J XN範園—都普勒分佈，其依次可用K產生一《J XN速率 分佈跚。各深度dki μ： = 1,2,···<1的中間速率是用K在彩 色流動映射上產生一軍點或格；於各格中*摞準偏差是用

If -—«I -39- 本紙張尺度遑用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 447215 A7 B7__ 五、發明説明（从） 以評定干播。若對於所關注®域内每届距離選通倉（ 如隔開 J/2 個距離選通倉）或每隔一條掃描線·於每隔 N/ f pr*f秒時重複一次此過程’則可產生一 2D的彩色 流動映射圖。 特別應當注意的是，不使用17 F τ基礎上的計算時， 亦可使用一交叉關係技術（在139 6年之大學新聞評論中由 Jorgen A.Jensen所發佈的"使用超音波估算血液速率"中 有所描述•此處结合其内容以供參考）以產生類似的流動 映射。 距離堪通脈衝的尺寸與位置可由使用者來判斷。此選 擇決定了所發射的脈衝長度與脈衡重複頻率。距離選通脈 衝的尺寸是由脈衝重禊頻率的長度所決定。距離遘通脈衝 的尺寸是由脈銜的長度所決定。脈街持續是為： T p= 1 2 g/C = M fg 若遘通長度為1 g»且M是為周期的數目。選通的深度決定 了可Κ多快地獲得脈衡回波。最大比率是為： fprf=c/2d〇 其中d〇是為到遘通門的距離。 第二十二匾顯示了脈衝都普勒超音波成像的一般波形 •其中該波形包括一個η脈衝串8 00。所需的最大範圍 深度的樣本是跟_在脈街串内的各脈衡之後收集。第二十 二翻亦顯示了用於此成像技術的一種傅统式訊號處理器8 10的方塊圖•其中對由各換能器接收到的返回回波進行 -4 0 - 本紙張尺度適用中國Β家橾率（CNS ) Α4規格（210X297公釐} ---------^裝— (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 447 2 1 5 A7 B7 與90°相位差解調 換為一數位表示•阐 收到包括一相干區間 脈衝回波随後從記憶 Μ控制都普勒側波瓣 普勒瀘波器處理來自 過都普勒漶波器處理 相千區間的回波到達 Τ8 1 8的_出傳給 本傳送給後續的顯示 CDP装置執行第二 除了 A/D轉換•由 能，故不需要A/D POP)裝置具有可 此具有比實施虚線內 力。 薄由瘅計外部產品來 品是藉由將第一矩陣 〇 D P對都普勒濾汲問 式安排在賁數值的矩 算所Μ注之各個深度 D F Τ )來完成。若 -4 1- '》裝------T訂一Γ-----^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 五、發明说明（4) 取樣•並於同相 解調的返回被轉 愤體内*直至接 深度所收集的η 權序列ν ( η ) F Τ。於透遇都 本的時間内•透 回波、來自下一 緩衝器内。F F 間平均都普勒樣 此處所述的 示的所有功能， 比取樣的資料功 都普勒處理器（ 品的能力，且因 力更大範圃的能 P D Ρ装置 陣，該等外部產 陣列配對而形成 為了描述Ρ 將都普勒濾波等 勒滹波是》由計 散溥立Μ變換（ 之前相干地總計之。 後被儲存於一緩衝記 的所有脈衝回波。各 體中讀出•施加一加 ，並且計算一 η點F —相干區間之深度樣 來自下一相干區間的 並儲存於一第二输入 —顯示單元或藉由時 器。 十二圖之虛線框內所 於CD Ρ装置提供類 轉換。此CDP脈銜 計算一矩陣一矩陣產 所示之功能所需之能 計算二個實数值的矩 之行與對應之第二矩 題之懕用•我們首先 陣搡作總數内。都普 的加播脈衝返回之離 將深度都普勒樣本表 本紙張尺度適用中國國家揲準（CNS ) Λ4規格（2丨0><297公釐） 4472 1 5 A7 B7 五、發明説明（p) 示為g ( k j )，其中k是都普勒指數》oSkSN—l •且j是為深度指数，貝ϋ Ν- 1 g(k,j)= Σ ν ( η) f ( η , j ) exp ( - j 2 π kn/N) n = 0 加榷函數可與D F T核心姐合* K獲得一都普勒滤波器變 換係數的矩陣，其各項是由下式指定： w (k,n) = w k,n= v (n)exp(-j2n kn/N) 都普勒《波訊號之實數與虚數部份可表示為： N- 1 g r , k j = Σ ( w r,k n f r , nj — w 1,kn f 1,n f) n = 0 N- 1 g i,kj = Σ (w i,knf i,nj + w l.knf r.nf) n = 0 經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 於上述等式中•雙指檷變量均可被視為矩陣指檷。因 此，於矩陣表示中•都普勒濾波可表達為矩陣產品搡作。 可以見及，PDP裝置可用Μ執行四個矩陣乘法中的各個 乘法，藉此實雎都普勒濾波操作。 第二十二圈中顯示本發明所述的P D Ρ装置的方塊圖 。該装置包括一 J级CCD分接延«繚、JCCD乘法D/ Α轉換器（MDAC) 、JXK個累加器、一 JxK都普勒樣 本級街器、及一並一串列輸出（P I SO)輸出移位暫存 -42- 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS > A4规格（2丨0X297公釐} A7 4472 1 5 B7 _ 五、發明说明（Μ) {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 器。MDAC分享一共用的8位元數位输入*該數位輸入 上提供有來自係數矩陣之元素。分接的延遲線執行一揉本 與保持功能•將連缅時間的類比输入訊號轉換為一取樣的 類比訊號。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第二十三·中顧示一用於超音波成像糸铳内彩色流動 映射之兩PDP實施840。於此裝置中，於一脈衝返回 區間内，頂部的PDP成分計算Wkfr及Wifr肜式的所 有項，如上所示，而底部成分計算Wif i及Wkf i形式的所 有項。随後將各成分之輸出相加，以交替地取得gr與gi 。都普勒與彩色流動映射處理包括大量計算。此處理可使 用一個一般用途微處理器在軟體内完成。為矩陴一矩陣操 作而最佳化的指令存在*如英代爾MMX特戡集，可大致提升 性能。第二十四圃顧示一F F T計算算法基礎上之彩色流 動映射計算的软髓流程K。於初始化900之後，獲得下 轉換資料（902)，且指檷器P是位於掃描線之起始處 (9 0 4) •對資料求平均值並儲存之（906)、應用 一加權函數（908)，計算FFT (910)、計算各 頻率之量值（（12) »繼之Μ計算第一與第二時刻（9 14) *並Μ彩色顗示其計算结果（91 6)。指標器加 1(918)並按褥處理各挿描媒。 第二十五·顯示一交叉闞係計算基礎上的彩色流動映 射計算的砍體流程讕。 於初始化940之後•獲得掃描媒資料（942) · -4 3- 本紙張又度逍用中國國家梂準（CNS ) A4*t格（2丨0X297公釐） 447215 竹上 補充 A7 B7 五、發明說明（） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 嫌 後 獲 得 距 離 里 通 脈 衡 Μ 賁 ( 9 4 6 ) 並 對 其 求 平 均 值 9 5 0 ) » 播 得 第 一 與 第 二 5 4 ) 0 距 難 m 通 脈 衡 倉 霣 程 〇 雎 然 本 發 明 已 經 參 考 較 述 » 但 热 悉 此 項 技 藝 之 人 士 請 專 利 範 匾 所 界 定 之 本 發 明 與 细 節 可 Η 被 作 出 0 主 要 部 份 代 表 符 號 之 觴 要 說 1 0 1 0 / 超 音 波 成 像 1 1 影 儋 巨 檷 1 2 1 2 / 手 持 式 播 描 1 3 界 面 單 元 1 4 、 1 4 t 可 痛 式 寶 科 1 5 A 換 能 器 部 分 1 5 B 把 手 部 分 1 6 霣 嬢 1 8 成 像 m 列 1 8 ( 1 ) 一 1 8 ( N ) 換 1 8 A 嬝 性 m 列 1 8 B 彎 曲 的 媒 性 換 能 器 1 8 C m 性 捵 能 列 眭器 陣列 4 4 - 料（944) ◊計IT交叉«係 (9 4 8)，找出逋宰分佈（ 時刻（952)並顯示之（9 料加1 (956)並簠禊此遢 佳寶施例而被特別地顯示並描 應當理解，未脫繼由»附之申 精神與範酾的各種形式的變化 明 系統 頭 «理輿«示單元 本紙張尺度適用中困國家楳準（CNS)A4规格（210 « 297公爱） <請先M讀背面之注意事項再填莴本頁) ί - n I- ϋ I t—·*-Γ°-ϋ· I It ·1 I - n n . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4472 1 5 A7 _B7 五、發明說明（） 1 8 D m 性 陣 列 2 0 換 能 器 糴 動 器 霣 路 系统 2 1 控 制 器 2 2 脈 衡 同 步 化 霣 路 % 統 2 4 預 放 大 霣 路 2 5 T G C 霣 路 % 統 2 6 波 束 成 形 堪 路 % m 2 7 A / D 轉 捵 器 2 8 解 調 霣 路 2 9 播 描 頭 記 憧 3 0 後 訊 號 理 级 3 2 顬 示 器 3 4 視 頻 壓 m 霣 路 3 6 彩 色 都 普 勒 處 理 霣 路 3 7 播 描 換 霣 路 3 8 微 處 理 器 4 0 記 憶 體 4 4 η 池 4 6 m 蜃 霣 灌 5 0 積 « 路 5 2 處 理 通 埴 5 4 霣 科 5 6 取 樣 霣 路 -45- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

'tti —---- 訂- - ----- I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 4472 1 5 A7 B7 五、發明說明（） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 8 可 程 式 延 m 電 路 6 0 内 插 m 波 器 6 2 記 憶 艟 輿 控 制 霣 路 条 m 6 6 類 比 雄 計 節 點 6 8 乘 法 器 7 0 7 2 低 通 m 波 器 7 4 I m 出 7 6 Q m 出 8 5 8 7 内 插 級 8 6 I 賁 料 8 8 Q 貢 科 9 0 装 置 9 4 乘 法 器 1 4 2 人 障 列 1 4 4 重 映 射 陣 列 1 4 6 輸 出 列 1 8 0 窄 波 束 1 8 0 A 矩 形 的 掃 描 膨 像 BBt 1 8 0 B 彎 曲 影 像 播 描 @ 1 8 0 C 梯 形 影 像 區 1 8 0 D 角 度 Η 1 8 5 球 面 波 4 0 0 虚 m 倥 制 -46- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

^--------訂---1 I 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 44721 5 A7 _B7_ 五、發明說明（） 410 超音波影像控制顯示器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 12 探頭型式 4 1 4 地區顯示器 4 1 6 解調逋波器 4 18 演算埋項 420 探頭镆型特®顯示器 4 2 5 撗型型式 4 3 0 安全信息 4 3 2 一般設定 4 3 4 波束II度表賁科 435 積體脈癬繮值（IPA)賁科 4 4 0 都普勒ΙΡΑΙΪ料 4 4 5 彩色IPA賣科 450 探頭幾何形狀 455 彩像匾域資料 460 都普勒S域資料 465 彩色區域資料 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 4 7 0 影像變跡 4 7 2 一般設置 4 7 4 向量信思 475 部普勒變》 4 8 0 彩色變跡 500 探頭特定特》»示器 ~47- 本纸張尺度適用中a國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 447215 A7 B7 五、發明說明（） 5 1 0 探 頭 特 質 5 1 2 —· 般 設 置 5 1 4 成 像 靜 戆 信 息 5 1 6 都 普 勒 靜 m 信 息 5 1 8 F 0 V 設 置 5 2 0 影 像 視 域 ( F 0 V ) 霣 科 5 2 2 —» 般 設 置 5 2 4 m 酤 P G C m 科 5 2 6 m 域 邊 界 5 2 8 a 域 捋 續 η 料 5 3 0 鄯 普 勒 F 0 V 實 科 5 3 2 、5 4 2 般 設 置 5 3 4 、5 4 4 Rr 黏 T G C 黄 料 5 3 6 、5 4 6 P R F 簧 科 5 4 0 彩 色 F 0 V ft 料 6 0 0 Λ 構 戒 内 部 解 剖 特 6 0 2 e 域 6 0 4 轚 P 7 0 0 板 7 0 2 微 分 接 收 器 7 0 4 暫 存 器 7 0 6 前 置 故 大 器 / T G C 晶 片 7 0 8 第 — 閛 槿 陣 列 -48 — -----------y·^-------— 訂—.------W· ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS)A4規格（210 X 297公；ί ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4472 1 5 at _B7 五、發明說明（） 7 1 0 掃 描 頭 7 1 2 F I F 0 7 1 4 P C T 匯 淀 排 或火嬝 7 1 6 賁 料 7 2 0 主 計 真 拥 7 2 2 硬 體 m 構 7 2 4 後 m 卡 片 7 4 0 波 束 成 形 霣 路 7 4 2 時 序 霣 路 7 4 4 時 計 鼷 動 器 霣 路 7 4 5 局 部 記 憶 鼸 7 4 6 取 樣 霣 路 7 4 8 解 碣 器 7 5 0 控 制 與 記 憧 霣 路 7 5 2 C C D 延 m 級 7 5 4 m 計 霣 路 7 5 6 觴 整 7 6 0 延 蠼 fit Ά 7 6 2 分 雛 晶 片 7 7 0 N 鼷 衡 串 7 7 2 轚 納 7 8 0 彩 色 流 動 映 射 7 8 2 選 通 脈 衡 會 -49- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I .1 «I I ^*&JI If - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0=<297公釐） r' 4 4 7 2 1 5 A? _B7 五、發明說明（） 8 0 0 n K衡串 8 10 訊》處理器 8 18 F F Τ

8 4 0 PDPWMS (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' ί i I I — I--訂_*~1·" — ！-- 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 -50- 本紙張尺度適用中國國家櫺準（CNS)A4規格（210 * 297公* )

Claims (1)

1. 447215 ABCD

   六 "-部智^財；均：2;工"'#合作让印製 申請專利氣圍 1 •一種將超音波掃描資料轉換為S學成像糸统之顯 示格式的方法I其像包括步驟有： 從一具有換能器陣列的超音波裝置提供一輪入資料的 _入陣列；並且 提供一重映射陣列； Μ該重映射陣列空間地混色該輸人資料，以將該輸入 資料轉換為一輸出資料之輪出陣列。 2 ·如申諌專利範圍第i項所述之方法，其中該空間 混色之步驟更包括將位置資料自任意的精確值四捨五人到 具有餘數的整數。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該空間 混色之步驟更包括透過該_出資料傳播餘數值。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該空間 溫色步驟包括： 計算來自輸人陣列内之一第一值的輸出陣列内的一第 一位置；及 使用該第一位置，計算該_出陣列内之一第二位置， 5 *如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該第一 與第二位置表示相郯的顯示器像素位置3 6 ‘如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該空間 ’混色是在一涸一般用途的電腦内進行。 7 ·如申請專利範圍第6項所逑之方法，其中該一般 用途之電腦是為一可攤式電腦。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) iy! 訂 本紙法尺度適用中國«家樣準（CNS ) A4*Mfr ( 210x297公釐） 經濟部智慧时焱X.J:H工4費合作社印製 4472 1 5 b! C8 D8六、申請專利範圍 3 ·如审請專利範圍第1項所述之方法，其中該提供 一輸入陣列的步驟更包括接收來自超音波装置的極座標形 式的輸入資料。 9 ·如申請專利範圃第1項所述之方法，更包括向該 輪入陣列映射該輪出陣列。 1 0 ·如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該映 射步驟包括初始化一顯示器格式變化基礎上的重映射陣列 〇 1 1 ‘如申謫專利範圍第1項所述之方法，更包括提 供空間混色該输入資料之一掃描轉換電路。 12，如申諳專利範圍第1項所述之方法，其更包括 :在每秒至少20幀的速率下轉換該輸入超音波資料之輸 入陣列。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所述之方法，更包括 Μ每秒約3 0幀或更快的速率轉換。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 物 腦表列 之 電學陣 。 像 ，電 射料 ; 成 示該映資 號被 表行重出 :訊欲 學執有輸 括波成 電，具的 包音形 該下係 式 傜超到 收率腦格 其收接 接速電器 ， 接連 偽的該示 統並氣‘，其幀，顯 尧輪電列 ，ο 換一 像傳 係 陣统 2 轉有 成係其器系少描具 波 其，硅理 至掃至 音，路換堪秒的料 超列電的料每式資 種陣形示資在格入 1 器成表式為器輪 ‘ 能束學程化示換 4 換波電.可式顯轉 1 i 一程 1W 之 被至式 體 是示程 本紙張尺度適用中國國家樣牵（CNS M4規^格（210X297公釐）