专利名称：带有个人计算机结构的超声诊断成象系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于超声诊断图象系统，更胁而言，是关于设计为个人计#^几平 台的超声诊断图象系统。
背景技术：
早期的超声系统是简单的实验室装置，压电振子晶^^錄波形产生电路以 驱动振子和放大电路，该电路能够接"^^丈大由晶##收的回声，该接收的回声 能够触发回声的单賴苗扫示波器的屏幕，使研究者能够确定回声产生的深度。
单线回声是极端受限制的显示，然而，却导致了两维图象系统的M。由于
用大量相邻线扫描区域的最简单方法是移动晶体，才;i4ii形扫描器很快和电路一 块开发出来以控制才M射3描絲t^扫描运动为显示线的位置坐标。为了同时显示
顺序产生的线，采用带有长^f的荧i^勿质的Wf。
才M拟3描器固有的可靠性导致希望取消这样的才;^勾和幾性阵列振子开始登场 了，线性阵列引进其它的电路到系统，不是开关电路顺序连接不同的阵列元件到
放大器，就是i3kii扩大各各单独的放大器到^"个阵子元件。后者的方法由于微 电子学例^i^算放大器的进步而极大的受了益。随着能以希望的显示格式产生图
^^^f诸显示的图象的数字扫描转换器的M,两维显示的^f錄很决就过时了。 it^声仪器新电路持续;^L和所希望的新的和不同电路的iSai扩大的连续性 导至了制ii^声系统的公司的明显的响应#^化。使电路^^为单独的才势夹， 这些模块已经飽皮新的才势夹所取代可以获得^Jb进的模块，带有新的和不同功能 的才势夹飽皮连接到现存的系统的才狭上，在70年代中期绝大部分公司已经 ^匕 它们的产品，包括以先进的技术实验室的III型超声心动描记器系统为典型、III 型超声系统由装在可以推动的十九英寸架上的相互可叠放在"^的三个或四个模J^M，在典型的酉己置中，III型系统包括月拟中回声才狭,DSC(数字扫描转换器) 模块，视濒显示模块，和带状ie^i氏^fL器模块。III型系统展示的功能配置在 当*然是典型的。》W中回声冲莫i^ "前端"模夹，它控制传送和响应地接收各 种扫描类型的超声探头(即，M-型，A-型，或扇型才34葛)。DSC才势^:"后端" 模块，它执行信号的后处理和M-型，A-型，多普勒(Do卯ler),或两维图象的 数字扫描转换。产生的图象能够实时在^M显^^势AJ^示，或ie^带状记录 纸的记录才^Jl。 ^""个才^:具有它自己的控制iU和^^fe前端的旋钮，通过 这些旋钮可以调整或改变才势夹的功能。通过替换或增加十娱寸^Ji的才势夹，系 统更被升级到新的或不同的功能。
在80年代更看到集成化的M，作为独特的印刷电路板模夹的结构，所有这 些印刷电路板均能够插A^带有公共^i反的^f牛箱内。酉e^一势夹内部联接的底板 通过电缆连接到所有模夹的4^控制板。数字电子学的进步导致了i射势夹复杂性 和精巧性的增加，当i;^势夹开始普及^f細数个孩败理器时，和每个才势夹开始呈现 出唯一的特^] *^^几的4争性。
发明内容
本发明者已经观察了这个;1^和注意到了硬件结构的实质，集成化在实际上 已经极大iW皮削弱了。 il^:真的，当服务这样系统时，才^:化的印刷电4^反f^皮 容易地移去和被一致的新的板所取代，设计和升级用途的^^i至常需要改变多 个才势炎，仿佛它们是精巧系统的固定的部件。特别是，^^才狭的软件经常以复 杂的方式|^克在-^,必需小心iW口以控制。例如，增加的带有不同振子元件的 新探头将需要修 i^束形成H^驱动^l刻tA^L件来的信号和以形成从新的大量 元件来的波束，和到其它的模块以处S^探头来的新的大量;S^^口以扫描转换新 的大量扫描线成为显示的图象。^-模决的软件必需通常以紧密协调的方式加以 修改。除了这些^， 一个探头需要顺序M^文变实际上整个系统，系统的^~~^ 分是相互^^负的和需要与前先系统功能的变^4目互作用。如彩侦序修改打乱了这 些变化中的一个，新探头,的整个顺序;t^皮打乱了。
对超声系统设计的通常智慧不屑一顾，本发明人已经确定，已经不再需要超 声系统具有特定的处理器禾—莫块的密度。本发明人已经计算了需要实时完成现代 超声成象系统的所有功能的纯计算能力的水平，它已纟^&见，具有大约200MIPS (每秒数百万次指令)处理能力的处理机能够执行典型超声系统需要的所有信号和显示处理。许多公司例如Sun Microsystem, Digital Equipment Corporation, Hewlett-Packard and Silicon Graphics Inc的许多当前专有的工作站具有这样 的性能水平。但狄明显的是，^i舌高速中心处理单元(CPUX列如英特尔的Pentium 芯片和^^iE拉Powtr PCm芯片的消费者市场上的个人计^4/i4^^y矣近或已经 能具有这个性能水平。逸f坊开了^JI]带有它的开》议^J作为不是^NL是绝 大多lfc^声系统功能的商业上可获得的工作站或PC机的可能性。取^^扫描开始 前简单的支酉M势夹，和扫描期间被动地监*^户控制，这些都是在当^^声机器 内的系纟W空制器的典型功能，高性能的工作站或PC淑W亍所有系纟W空制器功能和 完成所有必需的回声信号的处理以形成和显示高质量的超声图象。
根据本发明的一个方面，超声诊断成象系统，包括连^^接收处理过的射 线信号的显示器，用于显示超声图象，其特;f棘于^^成型器，超声探头可 以卸下地涟接到其上，以获得超声回波信号和产生数字射线信号；和连接到所 说波束成型器的中央处理单元(CPU),用于信号处理和所说数字射线信号的 显示处理。
根据本发明的另一个方面，超声诊断成象系统，包括超声成I4罙头，连接 到超声图象信号处理器以显示超声诊断图象的显示器，超声图象信号处理器， 它可连接到所i极声成象探头，其特征在于务賭面向对象的超声诊断图象处 理软件的存储器装置；和执行所说面向对象的超声诊断图象处理软件的中央处 理单元(CPU)。
根据本发明的又一个方面，基于个人计算机的超声诊断成象系统，包4拔声 成象探头和连接到个人计算机平台上的显示器，用于显示超声诊断图象，其特 征在于，连接到所说探头和响应从所说探头接收的回波信号的正交 (quadrature)采样产生数字超声多普勒信号的波束成型器；和连4矣到所述波 束成型器的个人计算机平台，用于处理所谈教字超声多普勒信号以产生超声诊 断图象信号。
根据本发明的再一个方面，基于个人计算机的超声诊断成象系统，包括超声 成象探头和连接到个人计算机平台上以显示超声诊断图象的显示器，其特4^ 于连接到所i^果头的装置，用于以第一传输速率产生诸组数字回波信号，每 一组数字回波信号包括图象帧的釆集数据；和连接到所说产生数字回波信号的
装置的个人计算机平台，用于显示处理诸组所+m字回波信号，以第二传输速率产生超声诊断图象数据组，其中，所说第一传输速率大于所说第二传输速率。
根据本发明的还有一个方面，基于个人计算机的超声诊断成象系统，包括 超声成象探头和连接到个人计算机平台上以显示超声诊断图象的显示器，其特 4i^于连接到所i^采头的装置，用于响应由所iJU罙头接收的回波信号而产生 数字回波信号；和连接到所说产生数字回波信号的装置的个人计算机平台包括 软件，用于显示处理数字回波信号以产生超声if断图象信号，其中，所说显示 处理软件包括扫描转换所iW字回波信号为希望的图g式的装置，和变换所 "im字回波信号为所希望范围的显示值的装置。
才財居本发明的还有一个方面，带有基于个人计算机结构的超声诊断成象系 统，包括超声成象探头和连接到个人计算机平台上以显示超声诊断图象的显 示器，其特;f堪于可连接到所^^声成象探头的个人计算机平台，包括用 于，超声诊断图象信号处理软件的存储器装置；扭/f亍超声i貪断图象信号处理 软件任务的中央处理单元；和多任务调度软件，它以时间交W式调度由CPU 执行的所微件任务。
^f^照本发明的原则，超声系统酉￡^有个人计#4膽构。PC或工作站的CPU执 行如果不是4^P也是绝大部^i声回声处理的功能以形成图象。在典型的实施例 中，PC的扩展冲鼾細来安装特征卡例如^^形成器卡，4舰卡，数字信号处理卡， 和网络卡。通过把悉线彭'jCPU扩展卡扩展了PC的CPU的能力，这和家用个人计 #^几的用^"~样。如同家用个人计^^几一样，实际上的系统的所有才^t在CPU的 控制下均由软件4W亍。依照本发明伏选的实施例CPU被多任务调度禾I^操怍，该 多任务调度禾辨在大量竟争<躺CPU的优先级^f壬务当中分配CPU的时间。调度 禾1^调度被CPU扭^^J任务作为实时事件的M和M^任务被才Af亍的时间周期， 平衡在所需功能当中可获《狄理能力，使得超声数据a^皮连续;她理和显示。基
于系统设计的优选的软件结构是面向对象的设计，其中软^H壬务是单独设计和以
密封的形式被修改，这样确保了它们的独立4生和有能力灵活^y桑作以鉴别呈l^ 它们的需要的《封可对象数据组。逸f&是供了有益的集成^^质量保证，这些在结
构才势夹化的;^中所形成的。
基于本发明软件结构的PC或工作^l是供了超it^于设计硬件无可比拟的优 点有能力提供随工作站和PC增加的功能水平。超声系统的性能受到系统的处理
能力的限制。在本发明的实施例中，实际的^""^辦的性能7K平是由4^元件一CPU的能力所确定的。这样，(t^^换朴系^it件，即CPU芯片，本发明的超
声系统的实际的^"功負fe育^^口强或 说。通过简单i贿利地替换这^H卩件或 最多引入软件结构到新#^反和CPU，超声系则夺变得更决和有更强的能力，使得
说了功能^M性、通过计^^LX业的工作站和PC的自然^^^自动;i^是^"超
声工业的改进性能。
图1的方框图^洗有技术的超声系统結构的典型的;f^:硬件；
图2示出的方框图是本发明的个人计#^1^声系统結构；
图3是本发明的个人计^4/U^声系Mi吉构的更详细的框图4是本发明结构实施例的母板和扩展卡的平面图5是本发明个人计#4几的硬件结构和软件结构的方框图6示出了本发明的伊逸实施例的面向对象的软^H殳计的三个典型的对象；
图7和7a的伊^呈图示出了在系乡^f刀始化时本发明的伊述的实施例的^ft;
图8和8a的流程图示出了在超声成象时本发明优选的实施例的操作；
图9示出了依图8和8a ;叙呈图^fr^彩色^f呈象；
图10示出的方框图是本发明结构例的;&^形成器顺序器；
图11示出了依照图8和8a资d呈图l^f^瞬时2D和M-模鎮象；和
图12是本发明个人计#^^￡声系统第二实施的硬件结构和软件结构。
M实施方式
在先有技术的典型超声系统中，超声回波^皮一系列串连的特錢途的电路所 处理。当回波^皮接收时，它们立即^链续i疑理和显示。^^對以系统中，扫描和 处理被同步i似辨，因为在接)R^才對以回波信号^f寻^^A即^^矣:lMh理。接 收机的J^项^送器，对于一^E^声^0中^^送，按收器不得不立即反应，这 是通过完全和连续处理被接收的回波信号实现的。在典型的先有技术系统中，执 行超声系统特殊功能的才^:在中央控制器的指挥下相互连接在一块以处^1声回 波。
参看图l,基于给出的超声系统结构的典型才势夹硬^^￡声探头，例如线性P车列 振子10被插A^控制传送^N矣收探头的^^形成器才狭的连接器12。 ；A^形成 器才势夹20形^l矣收的超声回波的;tt (或扫描线或射线)，它们被井^^到RF (无 线电频率)信号处^0丸22，用于信号处理例如放大和带通滤波，该RF信号然后通过悉线14M^到回波^^赠缺24的输入，多普萆射狭26,和彩色'^f封势夹 28。如果回波#狄理以形成两维(2D或B模短先变)图象，回波检及財莫决24 ^^t励以检测和处理回波以形成2D回波信号。如果回iMi狄理以形成频谱的或 "l^页多普勒显示，它们^狄理形成多普勒信号估值和为扬声器52的调制的^M信 号。如果回波是被处理以形成彩色流多谱勒显示的色彩分量，它们就是被彩色流 才狭64处理的多普勒。被模块24, 26，或28处理的信号通过总线16被耦连以 用于通逸i当图象信息4^:进行图象处理。从回波^5!財势夹24来的2D信号通过 扫描转换器才狭30負^皮專封械为所希望的图f^式，或通过M-才势夹32转4械为 M模i^示。M-模i^势夹也能够^D来形成由多普勒模块26产生的信号的频谱显 示，或提供单独的特殊的频谱显示。从彩色^^莫块28和回波检观讨莫夹24来的诸 信号淑皮提供到扫描转换器才势夹30，徊卩里它们^i且合以形絲望格式的彩色流 图象。Cineloop ^f渚器34膽着为顺序4#^训的预扫描話扫描转换的图象 的序列作为视频环^各或实时的或f曼运动图fJ侦序。
由扫描转才灸器才莫块，M-模i^势丸或Cineloop ，器产生的图象通过悉线18 ^^到^^处理器模爽，它产生图象显示50需要的形式的视频输出信号。超声图 象可以和字母数字或图象信息例如病人的性名，刻度标记或由操作者在图象上划 的测對目组合，该图形信息通过图形才势夹42由总线18提^4舰处理器才势夹40, 处图形信,y^且合以在显示屏50上和超声图fi且合在一块^^示。
图1系统的冲势A^L在系鍵控制器60的控制下进^f封喿怍，该系统控制器通过控 制总线64与每个才势夹相连接。术语系Mi空制器意指比实际情)贿较大的用途，系 纟^空制器用途4殳略多于用户控制62和系多^势夹之间的接口。当才刺乍者才彰从控制 以选择探头和特定类型的成象步骤时，例如，系Mi空制器做出响应和命令;&^形 成器去^v义、需的数据以:^t探头，^^令其它的才势丸去准备按*^者希望去处 理和显示超声信息。一_^莫块已经适当地初始化了，系鍵i空制器4化ii7v不活动 状态，因为它要等待从用户控制来的新的命令。狄因为^-"个才势臭都是带有它 自己微处理器的独立的梯作单元，并致力于各自^莫块的功能。通常^—个模块由 一个或多个单独的印刷电3斜AM^。系统i空制器60致力于监视用户控制和偶尔干 预新的确立指令到一模t夹，而它本身绝不处理^的超声信号。
一势夹硬件结构的一个限制是，才势丸顺序才,仅和顺序中最艮的一个才势夹一样 有效。这样，f樣这样的需^i殳iM个才狭以尽可能高的ii^去抛rS所致力的功能，特别是，逸就希望te的^^y亍它的功能快一些或至少和先前才势夹 一样决，所以逸就没有可能使输出的数净^l^该才狭。当在'顷序中的中间后边的 才穷夹变得不能跟上数据流时，而它和前边的才势夹固定了数据，出现溢出，数据组 变得不完全或不同步，或系统"粉碎了，，，这个因素絲了，每个才^:被设计成 为带有数个，或"^-打高速樣败理器。典型的高性負^￡声系统"^包4甜及大计算 能力属于这一打，还不算致力于不同才势夹功能的微处理器。这极大的计算能力是 罕见的，如果有，立即被^f顿，然而，由于^f乍的多个模式仅^^了可获得的处 J對^:和它们能力。
在图2示出了本发明原理构成的超声系统的方框图。如图所示，超声系统的 中心部件是个人计#*1^台70。如il^所^^]的，术语个人计#^1#考为带有双 开^^专有结构的工作站和个人计#^平台。如图2所示，超声波探头发射超声 波^# ]1^声回波，该回波被^L^形成器20形成射线。射^ft^^器72内， 然后它们被个人计#^1^取。按照用户控制面板62诏i的命令，个人计^4/l^"扫 描线进行处理，和产生的图象被传送以在显示器50上加以显示，这样，处理和转 换由波束形成器产生的射线信号为视频图象的所需所有的处理均由个人计#^70 她 -
大量外部设备被连接到标准计算机悉线和连接器上，包括磁盘驱动器，打印 机，VCR,调制解调器和网络连接。通iii錄内部的"liM电^弱区动个人计算机的标 准扬声器52 "li顷多普勒信"fi皮产生，该扬声器-^^也产生PC机熟悉的音调。
在个人计期:几70上^Le^^^型a本发明的保护范围内。将看到，本发明 伊述的实施例^i舌了》:^^型器为PC的标准的扩展功能。当^hA计^^/L芯片M 了和变得更有能力时，将在PC才/l4欠件上^^iitt^型。然而，已^^现，当 ;fc^被^f沐图2所示的非同步扩Ji功能时，许多当今i^亍PC平台的广泛适用于 本发明。通过操作非同步扩展功能，^M^型器負S射青确地定时以实时才辦而无
需^^待以获#(吏用PC的CPU。该结构也允许当今的^M^型器适配个人计^4几
^!声系统结构，该结构通常也包括了许多当前^f亍超声探头所需的高压电源。
图3是本发明的基于个人计^^几的超声系统的更详细的方框图。图示出，通 过合理的^f躺个人计算机的扩展悉线，超声系统的所有功能肯S皮当今的标准的个 /^计#4/1#构所完成、系统的中心是带有它的CPU的个人计#^几的#^反。位于母 ^Ji的是系乡^H诸器84,该高速謹能^^声系统实时^^f祐的功能。超声波系^^空制面板62被连接到PC的标准勉输入，标以"KBIn"。硬盘驱动器102被 连接到PC机的SCSI总线106，和打印机104 ^Ci^接到PC机并连端口 108。
个人计算才;LS己置有连接到公共扩展悉线上的大量扩展槽。众所周知，印刷电 路板扩展卡育^皮插^^这些槽中以提供直接与PC才ili吉构直接兼容的附加的或增 强的PC机的能力，扩展卡例io^W卡，^M卡、调制解调器卡、网络卡或其它的 卡能够插A^扩展槽中并通过PC机盒上的开孔以连接监视器，扬声器，电话线和 劐以物。图3的实施例棘了这样结构PC机的优点，通过附加能力到标准的PC 机上使它成为希望的超声系统。通过扩展悉线连接这些能力，该附加的功能直接 与PC积和超声系统结构相兼容，在图3的实施例当中，数字波iM型器90， DSP (数字信号处理器)卡92，视频卡94，和网络卡96均连接到#^反80的扩展g线 上，这些卡提供了直接与超声系统的PC结构相兼容的附加的超声功能。
这样可以看到，图3的超声系统实质上和在力^^室^Ji或在家用的典型个人 计算机的结构相同。图3的配置理想Jiii和于桌上使用的超声机器，它与桌上使 用的PC枳相象，但是本发明iti己了大量的物理配置，正如图4平面图所示那样。 ^印刷电if各+反的安排^^Ji面一端看去的。这样的安排适^^成当前典型超声 系统的因素和有优点;W細了当t^获得的超声^^^型器卡。PC #^反80在图 的右,诉皮示出，并带有它的CPU 82和系*^#器84。软盘驱动器110连接到母 板的标准盘控制器连接器105和;M驱动器102和光盘驱动器112被连接到#^反 的SCSI总线106,石^:驱动器102包括软^H列^^声应用禾踏，不同探头(扫描 头)的数据表，分析和报导程序，和光盘驱动器^^^^可以传送到其它系统 和工作站的超声图象的库。超声系统的控制面板62通过电缆114连接到#^反80 的4*^:输入，而5M叙拟空制66通过电全|^接到#^反的鼠标褕入。
扩展悉^^反12 0被插^^#^反扩展^线插座8 6 ，中的一个。扩展《纟劲反12 0作 为沿伸母板的扩展悉线以增力口大量的扩展^线插座122，该插座被隔开以"t^ 接到现萍的滋束成型器板。在该实施例中的滋M型器具有三个插A^扩展《线 板120内的三块板， 一块^^型器控制器板130和两块^^型器ifUt板132。 连接斜目对扩展^线板的波^^型器板的端部的是扫描头连接器板142,通iit匕 板扫描头^i^接到超声机器上。高潟惑压器板134被插A^扫描头连接器板140 以提供必要的电压去驱动扫描头的压电元件。扫描头连接器板包括两个空的插座 136，它们对着扩展《^+反的两个插座，它们使;&^^型器扩展附加的ifUli^为同样，连接到扩展悉^+反的扩展悉缺DSP卡92,网络卡96， ^NM卡94。 ^^卡通过电缆提供^j^输出信号到系统的显示器50和VCR。 il类型的4阔途 的扩展卡目前在市场上可以得到^Nt合该用途。然而，系统设计者或许替换地想 设计出专门为超声应用的特殊目的卡。例如，由于^l声系统可以卖到"fr^^地， 本发明者已^^择^J ]特别为^t格i^生^^信号的^顿卡，例如为VHS,和 SVHS VCRS的NTSC， PAL， SECAM，隔#^描，不P融tt3描等，特殊设计的视频卡 具有这些格 _供*^信号的连接器。
图4的安排可以容易;4^典型的超声系统车内和利用当前存在的;&^型 器板的设化
和基于先有技术的超声系统结构的典型的硬件不同的是，基于本发明的超声 系统的PC特别依靠软件^/f亍超声机器所需的才刺乍和处理。系统的软件净ii且织成为 各种"任务"，它们在CPUJi^行以处理和显示超声图fJt据。
图5示出了本发明的第一实施例硬件和软件相互作用。^^反和CPU 180在图 的底部示出，^ii接到控制面板62^t过扩展g线86彭ij扩展卡90-96。在图 的中心是系乡^ft器184，被逻辑地划分为^^f诸区域。图的右it^i个鉢 的任务，所有的操作通过多任务调度私亭200。多任务调度禾辨1^^声系统的实 时4喿作能力成为可能。
多任务调度私亭200是软件调度禾I^，它确定那"HM壬务能^J^ CPU，和什么
时候4錢。软^H壬务是^f牛和驱动的数据，当^f牛M时或当数据需要一狄理时， 就请求^JI]CPU。在伊遞的实施例中，当^f牛纽时，系统的硬件4殳产生中断。 当它们需狄理数据时，软^H壬^&^送信号到多任务调度禾辨。多任务调度 禾踏在优^y又的Jj;出上响应请求。在所构成的实施例当中，多任务调度禾辨200 有256 ^C先级，^y^:低优先级-128到最高优先级+128。中间优先级是O。当任 务请求^if] CPU时，多任务调度禾誘絲虑请求的优先鄉当前运行任务的优先 #当前等待^^ CPU的任务的优先g批准请求。被多任务调度考辨批准^ ] CPU的时间间PI^皮称为量禾呈。
任务在系统中有三个可能的状态。睡眠任务不是当前运#^任务而是等待事 件的M。所有不在其它可負欲态之一的任务均在睡眠，等待一些割牛去处。
准备賴々任务是这样的任务，它不是当前运^^I任务，但是等待^JD CPU。当一直等待的f^牛已^^t例如用于处理的新数据已^^达。该任务已经准辆。
当^f牛胜时，任务J脉已经准备好在CPU J:il行、 一个准备好的任务可以是这
才f-^H壬务，它还絲准^fM cpu，或如果它已^:准^^]当前^f牛，^a^殳有 结束它的任务。
运e^任务是当前4狄cpu。它将继续运行直到三件事情之一处。首先，较 高优先权的任务已经准备好。当M生时，多任务调度禾踏暂停当前任务和开始 运行有较高优i^又的任务。第^^可能性是，运^^任务已经到达它需要输入事
件的点。当运^^J任务到达了该点时，它ii/V睡B,等待^f牛，第三个可能性是，
运^ft^任务已经控制CPU全J^呈时间。该多任务调度禾聘是CPU的时间##器和 在[个时间量程已经到时时，自动地产生它自己的中断。如^i^ft6々任务到该
点还没有结束，多任絲理器中i^亥任^MLt看，是否有相等伊c^y又的另一个 任务正在等待^^] cpu。如^^存在着"HW壬务，多任务调度寿辨批准另一个
任^^JD CPU，而中断的任务变为准^f"状态。CPU以循环调度法的样i^于同"^尤
先Mi^行服务，从一个循环到另一个直到它们当中的^~个要求的处理净战成。 多任务调度禾i^维持着这些任务的一个表，这些任务的一些在睡眠，这些任务的
另一些不另L^t^^U^在准^^好。该多任务调度禾誘根^il些任务表和根据^t 任务的优先级和时间量程的到期调度由CPU扭/ft^j这些任务。
錄时间上交狄理同一优先级的任务示出了本发明的另一方面，il^在同 一优先级指定尽可能多的任务。当零优先级(^il扭'J中是中性伊C^级)的大量
的^f壬务^皮准^^好时，它们将以循环调度法的样式执行，直到所有的任务^il良务。 如果当使另一个零优先级任务准备好时割牛处了 ，多任务调度禾錄立即把当前
运e^任务^i^^i周度新准备好的任M为获^f^] CPU的下一^fr务。通itil 样的行动，新的准备好的任务立即获^f吏用CPU和对新败生的事件才^f于它的响应。
简单的例子示出了该设计哲学是怎4羊维持超声系统的实时能力，在构成的实
施例中，#^[緣着测量时间通过的真实时间时钟。系乡短示器以小时，^!中，
秒显示一天的时间。这自然希望以一致秒的增量进行时间显示变化，而不是以不 规则的时间间隔，每当一秒的时间过去时通过真实时间时钟发送中断到注解任务 而在构成的实施例中完成此任务的，注解任务然后准备好去处理该割牛，和多任
务调度程序调度注frf壬务作为下一^f壬^^吏用CPU，注解任务^刺乍更新在显示屏上的显示字符，和新的时间呈现在下一个显示帧的屏幕上。刈1辨者而言，显 示时间呈现出以秒的增量在计数时间。
在注)l^壬务已经更新了显示字符后，它的才^f乍结束了。多任务调度禾1^^偉
CPU使用在它的4Ji的下一个准^W任务，和注解任务回到睡8 态以等待下
一个辨。
图5示出的任务是这#-些任务，它们是该实施例中的超声信号，图象和显 示处理的中心。控制超声任务210管理控制面板和指挥着整个系统操怍。控制超 声任务响应搮作者对系统控制的变^f沐建立系统的新的或修改的操作以响应才剩乍 者的4、令。控制超声任务，如下面所讨论的，验证，系统操怍的变化已经有^l也 完成了， ^i周解系统其它4壬务之间的^Nfe^矛盾。
采集任务212^f乍要求超声数据以^^到RF賴器内，釆集任务通过它的指 示禾—空制数字^^型器90 "^^y^亍这个功能，数字^^^型器产生预^H诸 在系乡￡##器的RF赖器的预定区域内的射^:据。采集任务可以通过其它方式 才W亍它的功能，例如通过网络卡从网络请求超声数4^口^l数据到RF ，器内。
信号处理任务214是由CPU才似亍以处理由采集任务获得的超声数据。这包括 如下功能诸如滤波，放大，检测和多普勒频率预观'L在图5的实施例中，信号处 理任务能够处理个人计算机的CPU上的数据，或传送数据到DSP卡92以作为子任 扭理。当为处理4顿CPU时，信号处理任务从RF賴器存:^:据，适当;M:理 该数据，^#处理过的数据(i^X为估计数据)到Cineloop ^f诸器内。当处理 DSP卡上的数据时，信号处理任树送数据到DSP賴器区域，从该区^^t据被 DSP卡存#处理，和返回到DSP ，器区域，信号处理4壬务然后传送估计数据 到Cinoloop ^f诸器。
由CPU扭/ff^I显示任务216转换由信号处理任务产生的估计数据为^^贞显示 的光浙数悟、显示任务通itA人Cineloop，器存取R-Q数据^f亍扇形图象的扫描 转换和转换处理过的数据为希望的图象格式。他通it^示任^^古计的数据能以任
何期望的显示格式进行显示，包括扇形，直线型，或滚动，或扫描瞬时显示、显 示任务对^Ht在Cinelo(Dp ^f诸器内估计数^i^刊剩乍和^f^处理的结罘剖系 乡^#器的显示务賭器区域。^f诸^示，器区域的^U册数据然后自动^^连 续地由^顿卡94读出以^^^NM标准的^彭贞信号输出。
如上所述的注^^壬务2 02控制着^^声显示屏上的字^r凄史字图形信息的显示，例如病人的'1±^，时间，日期，系统信息，i^示，指针，^^标志，TGC曲线和 测量。由于个人计^^4争别为显示il才羊的信息设计的，本发明构成的实施例利用 了所使用的PC枳^j"字母数字和图形信息自然显示能力的事实的优点。这自然显示 产生了显示重叠，它在不透明的显示区域包括字母数字和图形显示区域，而其余 的区域为透明显示。该显示重叠被传itiW妙页卡94，那里它重叠显示，器的超 声图象以形成超声图象和它相关的图形和字母数字信息合成的显示。对才刺乍者而 言，该系统仅^X现出单个集总的^舰显示、如絲望的话，超声图象也能产生 PC机的自然显示，给出足够数目的颜色和^^次用于可接受的诊断图総量。
树任务^t据驱动的，意指当数据需要而任务已经变得可获得时，任务才 被完成。在所有其它的时间诸4壬务在睡眠，等待^f牛或数^f吏它们变得准备好并 且由多任务调度禾踏调度以在CPU上4^f亍。其它未示出的任M由系^^行。例 如，多普勒音频任务将操怍多普勒估计数据以通过#^反的自然声音端口产生多普 勒声音的再现。例如，树分析糾^i任务^lfri者如OB/GYN测量和分析，和为心 脏病学家产生诊断报告。
系M^器184能句ff立于在^^Ji或被物ai也划^f立于在系统的不同区域、 在优选的实施例中，被图5的点划线连接到扩展卡的三个，器区域是双端口存 储器以提到的ii^和效率被物^^M立于相关的扩展卡内。例如，当它^皮实时接收 时，这使数字^^型器90连续写RF超声数据到^f诸器，和使信号处理任务在 同时周期'〖封o非同步地读和处理RF超声数据。剡W也，信号处理任务能传送新的 RF数据到DSP ，器区域，而同时DSP卡i^处理数:t^口返回估计数据到DSP存 储器。赠口显示賴器能^^示任务为在显示4#器的-~^分显示而碰图象， 而同时-彭贞卡正在读出和显示事絲显示賴器的另一^分已^^e的图象。 该賴器的物理^t夹并不是由于PC^i吉构限制所必需的。^^发明构成的实施例 中仅需要40M字节的系乡^f诸器，这4嫁易在当前的个人计^4財口工作站中把RAM 的容量扩展为128M字节或更大些。在构成的实施例中使用32^，器地址。这 允许系统，器^J^4T展(直到2G字节)。在系统中的[个，l^f立置有它 唯一的紙允许所有系乡^#器被重新#^夹，如果树才辦任务需要的话。
本发明实施例的伏选的软件结构^于7>^为"面向对象的i殳计"、在超声 中的通常的软件方法是^i ]步l^程，其中软件功飽紛为禾l^和f^14，当执 行特定的操作时，它们被调用。当处理l^亍^i声^:据时，处理的结^^口下一处理的指4^t过系统传送。硬件^^wrs们被设计的处理，如^^狭肯^f亍两者择
一的处理时，它接收指令以<狄理被^^亍。
面向对象的设计是概念上和操作上不同的方法。在面向对象的设计中，软件 功育W皮划分和定义为"对象"。这些对象是独立的和自维持的。每一个对象是密
封的，意指，在其内部它包含了它需^iAfrs的职责的所有能力。#~~个对絲
功能上;^f虫立的，而无需^f封可夕h^的东西到对象。
在伊遞的实施例中，^H^i声数据组^紋义为对象。^fM这样的设计，每
个面向对象的任务均对^^^fjt据负责和断定用它做什么。
简单的tt4交示出这些的区别，树常的超声系统中，多普勒射线可以由RF信 号处理才势夹产生和传^J'J多普勒模夹，并同时带有指令，该指4^i兑"M是多普 勒射线束10到17,每束12线。壁用Xyz滤波特性的滤波器对这些射线进^it滤， ^Vf亍fct抑制壁滤波的线束，和然后^^个射线上50个采才W^只估计多普勒频 率"。在本发明面向对象设计的系统中。由^M^型器产生的多普勒射^b^f吏 采集任务发送信号到信号处理任务，该信号说"新的数据已经准辆了"，事实 上，这^X由采集任务发送的信号，而不管什么类的射M:据被请求、更进一步， ^i声系统成象时，这仅^^-MM壬务发送信息到另一个系统。
这个筒单的信息系^f三个M的分枝。 一个是，^"HM壬务射慨对呈现 给它的数据需^^故些什么，il^它的责任，如将^^出的，密去恃口对^4性的面 向对象设计的棒)"生使得狄为可能。另一个分4议，纽不存在任务能完成的固 有的功能限制。由于任务接收信息并不带有处理禾^^亍的限制，仅^l^通知"新 数据已经准备好，，，在未来能力升M改进任务所具有的新能力并不受信息系统 的限制，第三个分4议，由于任务义、需被密封以^l^亍不"^十么内容，处理需姊 靠它自己，i^不負沐^f可MJ萄的连接或^^负系统的软件或元件。由于是这样自 维护的， 一旦任务或对象已经被设计完，产生完和测试完，在以后的某一天在系 统内的某处的修改和变化并不能使该任务"毁掉"，逸就产生了固有的更可靠和 更稳定的软件结构。
图6示出了 ^^发明伊述实施例当中的为超声图象格式使用的三类数据对象。 采集对象，估计对象，和i^册成f^于象。^"-对象包括大量对象的特域性，它 们均列在^-对象的标题的下面。属性列出了与对斜目关的数据的棒性，它们充 分地定义和描述了特定的数据组。基于属性，^^声系统内的任务将判断X可处理和显示数据。
在这实例中的第一数据对象，采集对象，列出了请求数据组的属性。采集任
^""^:产生和管理采黏十象。第一属性，数据类型，定义了数据组为2D (^L或 B模式)或多普勒数据。帧周期属性定义了时间间隔，^il个时间间隔内整个图 象帧^A^得。第一射线角属性定义了图象第一射线的倾角，例如这可以是45。角， 为扇区扫描的第一射线，或是0°角，为幾f生扫描的第一射线，第一釆样属性定 义了扫描头表面或扇区顶点M线的第一采才ff立置之间的时间或距离间隔。采样 数目属性定义了在射线上的采才後目，禾ol丈目第一 (NumFRI)属性定义了当数据 是多普勒数据时多普勒束的 ，或当数据是M模式时，定义了 2D^I史，该线数 被平均以形成M模式线。
列城性指出了唯一对着特定数据组的记录信息，例:H丈才赵且所包括的射线 束。例如，这些记录能定义当前数l赵且为每图象包括16-32线。
Taskptr属性^j )来指出不同于正常才辦顺序的任务。例如，采集对fjt氺腿 常被传送到信号处理任务以为下一步的图象处理。然而，如果##者更喜欢数据 被it^石嫂賴或到其它的^^介质而无需中间处理，TaskPtr属性将指向为下 一步处理的数据^^任务。刻W也，如果估计^^且^li對皮^^者到盘上而无需扫 描转换或显示。估计对象的TaskPtr属性将指向数据^ft任务，这样避免了存取 显示任务。
TaskPtr属性^^^)来完全重新命令对象，例如，TaskPtr負feA人采集对象指向 显示对象，在信号处理前^^示任M扫描转换RF数据组，该扫描转换的RF数 据能立即被信号处理任务所处理和显示，或肖^皮^^f。在以后处理和显示，在下 面结合图12的实施例加以讨论时，该通用性能使它以多种方式处理同一个数据 组。
采样周期^]来协调超声数据采集和信号处理的属性。当信号处理任扭理 获得数据组时，它周期地计算，求平均，处理采集数据的一个釆样所花费的时间。 该计#4^ 在估计对象的釆样周期属性内和周期^1皮控制超声任务的监视。采 集任务执行平均时间的相同计算以获得超声数据的采样，它被^i在采集任务的 相同的属性内和同样受到控制超声任务的回顾。如果控制超声任务注释到，估计 对象的采样周期变得比采集对象的采样周期长，控制超声任务将得出结论，在比 数据育^皮信号处理任^l:理快的速率下，RF存储器为新的超声数据所填充。控制超声任务^^令采集对象^J ]新的，较长的采样周^j直，^it过命令:&M^型器 减少它传i^P中速率(PRI)由采集任务完成。采集数^^率#>^1样被减少了，防 止了新的超声数据重写^i:理的数据到RF ^f诸器。逸f^R供了需要指定给RF存 4诸器的经济的，^:量。
标志属性^U^集对象的另一个属性，它負^史其它任^f多改。标志属性包括 当相关的数据组已为信号处理准备好fH"^^i的一^f线者多位。当信号处理任务 检验采集对象时，它看如果该^^诸位已经被iU，以确议否对象的数据组需 ^J:理。如果标志位已经被iU信号处理任务，将处理数据，和当处理完成时， 信号处理任务重置标志啦。当写新数据到RF賴器时，^^型器连续重写旧数 据。在它这么做之前，它检测以看到如果被重写的数据的标^f立已经被重置的话。 如果标志^iE没有被重置，；^^型點p道，数:^gi^殳有^^理，和必须等待直 到RF ，器的那个区域变得可被使用。
获得对^i^接属性，如下面所讨论的，提供了把多采集对^J^接在一块的装 置用于当前图象才辦。
其它采集对象属性是自描述的，和被给出做为系统设计者可以使用的一些属 性的实例，i^并不限制能为对象使用的诸属性。
类々"也，估计对象包括一些属性，它们与由信号处理任务产生的估计数l射且 相关。^^寻7于象属性，如下面所讨i仑的，^义要被信号处理的数据组的采集对 象的指针。^^]采集对UH古计对象的属性时，信号处理任务能判断出需狄理 的类型。例如，如果它回顾采集对象示出，数据组是2D数据，(从数据类型属性)， 信号处理任^^p道去执行2D处理、在参考估计对象的BF滤波属性时，信号处理 任务将研究带通滤波的类型以在它的处理中使用。如果信号处理任务看到，数据 类型是多普勒数据，它知道tMf多普勒处理，使用印刷数目(NumPRI)属'^i逸知 信号处理任务为[束的多普勒频^f古计中使用的数据^lt估计对象的多普勒 类型属性指^M言号处理任M计算多普勒的功i^古计或多普勒的频^f古计。緩冲 开始和緩冲尺寸属性定义了估计数据组的尺寸和它在Cinelo邻存储器的位置。在 上述讨论的采集对象的情况下，标志，列表，采样周期，和TaskPtr属^i)良务于 同样的目的。其它的属性是育^皮系统设计者<細的这些属性的#{列。
M， ^i册图^于象定义了^^示任务提供的图象的挣性。第一个属性，估 计对象指回提交的估计数据组的估计对象。调^!4性定义了彩色显示的彩色频谱，或2D图象的狄图象。刻度(Scale)属性定义了被^f顿的刻度，定向属性 告诉显示任务提供图絲倒狄，或向右,对齐等，其它属性例如RIO-X, R10-y， 视高(ViewHeight)，视宽度，定义了显示屏上图象显示窗口的位置和^^个显 示窗口内的提供的图象的大小^N立置。光栅图^t象也可以佳月许多其它对象的 4S^I絲性。例如，当三纟^lt据组^^皮重复i射辦以提交三维图象时，TaskPtr 負g細来重复:^y旨向显示任务。
参看图7和7a,给出的伊d呈图示出面向对象的软件结构X可被"^Li以4拟亍超 声图象步骤图7示出了软^H壬务和对f^步骤初始化时相互作用，图7a的流程图
示出了任务顺序，禾w立于^w壬务左边的初始化^-^壬务的^f牛。
此例始于这样的4汰，超声系统的才斜卡絲望用不同扫描头，i"3M扫描头 开始作图、才^ft者选取新扫描头是一割牛，该割牛被多任务调度软件即被控制超 声任务的调度牙p^f^向应，如图7a的步252所示。控制超声任务21b通知采集任 务为3MHz扫描头的数据建立采^f象。^/人控制超声任务^li^)J该信息以后采集任 务被调度和存取它的对象库功能如步25A所示。超声系统包4封口图7所示的数据 对象的软件库220, ^^为采M，信号处,和显示库。库可以^f^^tt上 或在系统，器84内，it^虑库的大小，可^^得^^口系鍵，器的威^Nt立 新扫描步一^^斤需时间因素后给出、采集任务的库功育&人采絲中选取3MHz扫描头 的采耳"十g诸对象(在下边要讨论)。4殳化的采集对象可以从库中获得，和 为特别为3MHz扫描头的库功能修改，但较fci^和较简单的处理是提供釆集对 象，该采集对象已事^^皮准^*^<#^在专门为3Mhz扫描头的库区内。
在适当的采集对象已经^t立以后，采集任务由采集对象的M和为以后显 示的扫描头识别标志返回控制超声任务，控制超声任务通过被调度和通知信号处 理去建立新采集对象的估计对象。对这个^^H故出^1，如步256所示，信号处 理任务214,以类似的方式，被调度禾pi^行以存取它的库功能以从信号处理库中 选耳碰当的估计对象。库功能建立估计对象如步258所示，连4妄它^l斤的采集对 象，并用新的估计对象的批响应控制超声任务。控制超声任务再次被调度以对 这个响应做出^Jl械行，以通知显示任务为新的估计对象建立^y册图^ 十象如 步260所示。显示任务216也同样被调度^:行，如步262所示，以存取它的库 功能和建立适当iy册图^ 于象，连接它到由信号处理任务产生的估计对象。当光 栅图^十象已经^fet立时，显示任务发送该完成的响应到控制超声任务。tt所有的对象^^生禾^皮连接，控制超声任务发送信息到注^ff壬务以在系
纟M示器Ji^示3MHz扫描头的ID。 iiit知才,者，选取的3MHz扫描头JJL^可以 才剩乍了和已为扫描准4^好。
翻到图8和8a，给出的力中^呈图示出了在用上^it取的3MHz扫描头成象时超声 系鍵^LiW可才^f乍的。将给出两个实例，其中的一个是由图9屏幕显示300描述的 彩色流图象显示。屏幕显示300包括了血管306的2D图象302,该血管已经被3MHz 弯曲阵列扫描头所获得。彩色盒304在2D图象的中心1皮勾画出，其中血力ttJL以 彩色被示出，^ifiti6L管306的阴影区域指出的、大量的字母数字和图形表示在 屏幕上被示出，这包插f^刻度310，彩色刻度条312,病人姓名("ID")，日 期，时间，和扫描过程^^:例如扫描头ID和彩色印记。
在图8和8a开始超声图象处理，在步272，控制超声任务210通知釆集任务 212去开始彩色流图象采集。使用CPU获得采集任务，如果它先前没有这么做， ^AJ顷序器350到;&^型器130，用以控制所希望的超声图象数据的釆集的顺 序。在图10中以方框图示出的ifc^型器顺序器350是状态机，它^/f亍着控制波 束成型器90操作的操作顺序、和^^i十算和做处理决定的计算4A^处理器相对 比，状态机简单i4l丸^i^^见定的指令组。波^^型器控制器的一组指令顺序地 发月^中给扫描头元件以发^^声;錄，接JR^采样/A^^传^^回的回波，延迟 和求合^^单独信号采样以形g焦的和受控的接收信号，在RF ，器内的预定 位置^*接收的信号，和在采集预^ia的信号数据后产生中断。中断最^^皮编程 并财##数据^￡^被产生，数净Ma需要顺序一致的信号处理周期以提辦滑的
处理的数据^it过系统，例如，在4^且16个2D射线^和在每束10线的每对多 普勒射束以后产生中断的结果。
;A^成型器控制器的诸指令的所希望的顺序^^集任务所存取作为从系会絲 储器或石嫂^f诸装置来的指令数据表和顺序^^A^^^型器控制器内的賴 器352。在^A^态控制线TS期间，地iiB十^t器^皮净^灸以形成计lt器ir出以^得 它们的高阻抗状态，三态驱动器356被转换为它们的低阻^R态，，器352的 读/写控制线被转换为写状态，和指令数据从数据入悉线被 口到賴器352的数 据线，而^f诸l^f立置^hkJt止总线所选址。当:lW止总^t^f诸l^立置的;lWjU侦序进 ^i曾量时，在数据入总线的指令^^AJiJ选址的賴器的位置，在指^Ha^AiiJ 賴器352以后，三态驱动器356被转^^它们的高阻态，^iW止计数器上的TS控制线被转^^;它的低刚大态，^it过指令顺序开始釆集絲器352时，时钟信 号CLK ;^口到i^^止计数器354、诸指令〗'l^^k^^器的数据线和^^A型器的 控制线上产生以按步使^^型器通过希望的才剁乍顺序。在顺序的M—指令已 经被执行完以完成整个图象射线的采^^, ;W止计数器被重置和再次开始顺序 以获得另一个图象。这样，^^成型器连续地非同步^^CPIM辦以重复;^^得 实时超声数据，该数据当它被接收晰皮^ft在RFa器内。
在采集任务已经^v^^成型器顺序器和开始了采集^，它ii^睡眠，而 ^^型器获得^^成了射^t^^Wi亥数椐到RF賴器，这如步290所示， 参看图9，这#1艮设，在本例中，^^成型器M边开始扫描图象区域302,狄 通it^得32个2D射^43描在括弧A-A之间的图象5果度实现的。现进一步々汰， ^^型器控制器已经被编禾1^已乡^^得16个2D射^J史据以后产生中断。该中 断唤醒了釆^^壬务，如步274所示，和任务被多任务调度软件所调度和在CPU上 运行以发送"lt据准4^好"信号到信号处理^壬务，在发送该信号后，釆斜壬务返 回到睡眠，而当信号处理任务变得准备好时，它就被调度，和在步276获#^^] CPU。
当^Wl型器继续它的扫描顺序时，信号处理任务在CPU Jii^行絲始检验 它的估计对象指向采集^十象的属性。i^f^t知了最i^产生的^^^t据《且的特性， 包^il样的事实，数据组是2D数据，信号处理任务开始依照连冲射古计对象的属性 处理该数据。对于2D对象数据估计对象可以提供扩展，带通滤波，和幅度检测、 在本发明的软件结构中，扩紋由乘，移^il重复:^i^口信号值提供的。带通滤 ;^由FIR滤波器功育^是供的，该功^if幼十顺序数据采样进行^^口求合的运算 提供所需要的滤波器特性。幅度4企测软件是取平方的I和Q的平方面积数据采样 的平方^i^f刊喿作的。帧平均是_通过计算连续图象数据组的相应数据值的平均实 现的。以这样的方式超声图象数据处理已经^^件的环境下被完成。
当信号处理任扭理采集的数据组时，它^H诸产生的估计数据到Cineloop存 储器是/Ai爰冲开始属'l"條出开始;W止开始的。在本实施例中，当第一个采集数据 组已经完全^她理时，纽将存^fit在Cineloop ^f诸器16射线的R-Q估计数 据。
信号处理任务将重置在采集对象内的标志啦，如步276所示，指出，与它相 关数据组已经^^:理和可以通iti^^型器写入。信号处理任务然后检验采集对^i^^看是否另一个釆集对象被连接到第一个上。^^情况下，il^二个图 象多普勒数据的采集对象。当信号处理任务^il些查阅了第二采集对象，它发现， 没有标志位已经被设置和因JJ^更有新的数据与第二采集对斜目关。醋它任务完 成的瞬间，信号处理任务返回睡眠以等待它的下一次调用。
当图8a的步274和276为下一组16个2D射线的数才魅且重复时，^il一实例 的下一次调用出现了。》b^, ^^^型器开始扫描图象的中心部分，^il个实例 中是彩色流盒304， i^^Ji是64射线。彩色流盒显示以多普勒和2D信息形 成的，在优选的实施例中，要被多普勒处理的射线通it^"返回回波信息的正交 (quadrature)采样获彈的，i^^的专利号为5， 544， 655的美国专利中e^ 描述。随着正^^样，接收的超声信号以参考多普勒波形的90°的相位增J^皮数 字^^型器的冲錄嫂史字转换器所采样。正^#在上述的多普勒处理和2D幅度 4&则的所希望的I和Q的关系上有^l也产生了数^f言号采样，而无需4封可顺序的 相移i^目移滤波，具有基于超声系统的PC带有确定的处理带宽的优点。
^^成型器顺序器的控制顺序现在以时间交叉处理的间隔开始获得多普勒波 束和2D射线。多普勒束典型的在射线束中包括采样的8至16线、例如波M型 器可以获#~~片的10线的两束，然后产生中断给出信号，两束为处理已准备好。 这一对多普勒^^可以然后为从同一位置来的作为束数据的2个2D射^5P1。波 絲型器可以连续地交叉产生多普勒A^和2D射^5tit彩色流盒直到64多普勒 束和2D射线已经^^得。在本实施例的滋^型器然后将返回2D射线扫描以扫 描右手侧的图象为两组16射线,到^图象的总共128射线。在伊述的实施例中， 多普勒数据和2D数据被^H渚在RF ，器的不同的地方，如图8分开的RF存储器 412所指出的，^""种数据类型结合它自己的采集对象，如上边的RF賴器412 所示。
在伊逃的实施例中，2D采集数据的处理是在PC机的CPU上由信号处理任务执 ^^。采集的数据从RF賴器中读出，处理，和产生的估计数据被^H诸在Cinelo邻 賴器内。象采集数tt"""样，估计数据^t在如图8所示的Cineloop #^者器414 的不同的块，图象的2D估计数据的一个和多普勒估计数据的另一个和^-个数据 组和它自己的估计对斜目关。在图示的实施例中，多普勒信号处理是在DSP卡92 上执行的。当信号处理任务看到，为处理准械的数据是多普勒束数据，它支酉己 DSP卡进4沐望的处理，^i^多普勒采集数据纟JL^ DSP ^f诸器，然后命令DSP卡开始处理数据。当DSP卡结^Jt理数据时，它返回多普勒估计it据到DSP，器， 用中断通知信号处理任务的完成。信号处理任务通过存储多普勒估计数据到 Cineloop賴器的多普勒部^^故出响应。在伊逃的实施例中，^f全查采集2D对 象之前，信号处理任务检查多普勒采集对象的标志啦。以这样方式信号处理任务 負fe分配准备好的多普勒数据到DSP卡，那里它的处理能够处，而信号处理任务 获得和在CP机的CPU上处理准^的2D数据。在信号处理任务已经完成了它的 2D信号处理之前，如果DSP卡完成了它的多普勒信号处理，来自DSP卡的中断将 中断任务的2D处理以，多普勒估计数据到Cineloop ^f诸器的适当的位置。
由波束成型器连续采M声数据和信号处理任务进行的它的处理将为图fi速 续直到一帧的絲信号处理任务被才^f亍，如步278所示，除了任务包括发出估计 数据准备州言号到显示任务力卜，该步与步276 ^_相同的。显示任务玉S^被多任 务调度软件所调度和在CPU Jii^行。
通过检验估计对象的属性开始显示任务。在它检验为2D估计对象时，它通知 连接第二估计对^^检测多普勒估计对象的属性。从这些特f沐它们被连接到光
4册图^于象的特性，显示任务确定提供l^ft^图象的类型。当估计数据的两种类 型飽妇^7显示^t器的不同部分的单独的2D和彩色多普勒图象，林实施例 中，2D和多普勒估计数t赵且被一块提交在显示賴器区域416以形成彩色流图象。
显示任务通过扫描转换2D估计数据为^y册数据提供2D图象。扫描转换可以 通过计算或通过查询4^^^i一步包括了扭行所希望A^或彩色变换功能的数 据的扩展。扫描转换4殳地包括在接收的采样之间的计算的数据值的计算或可包 括^U册数据的整个计算的组的计算。在^-种情况下，为^-W古计数据值n乘 m的转换^^形成，这耳5G夬于栅的左上角的估计数据点。例如，n乘m栅可以是4 乘4的栅、4鹏々^-^方^i舌用来计算那^f方的iy册数据值的转换因子，当施 力口相关的估计数据值和邻近的值时是如此。该转换因子W舌了计勒l^斤希望狄 变换的比例因子。该4册和它的4封灸因子为^—^N古计l^居《直而itt制，并允许为 ^HM古计数t射直计算至16个计算的值(用4乘4的栅)、被使用的计算的值是 那些对应在所希望的^y册数据阵列中的位置的计算值。当显示任务/A^斤有的2D估 计数据值中完成计算A/liU册数据阵列时，它重置在2D估计对象的标志位以允许 估计数据被新数据重写，禾^全^f封可连4^y赵且的估计对象的属性。
在这个实例中，显示任务被指向多普勒估计数据的第二估计对象。显示任务使用为2D数才刷狄的相同的提交步骤，但是使用为所希望的彩色变4射吏用的比例 因子为同样的图象区域提交彩色流信息。如M望的话，显示任^^可以^J ]不 同的栅，这i^夬于采才ff^只的尺寸和彩色流数据的尺寸、例如，2乘2的栅能为 说^P叉寸所翻。
当显示任务提交彩色图象时，它选择'^脉先前形成的i^册数据阵列中替换 2D值。彩&是交仅^^彩色流盒304的区域内^^成，它的位置和维 _由多普 勒i^册图^十象的属性所指定的。如絲示任务发现0值或低于2D i^册数据阵列 的预定的阈值，它就查看是否有效的多普勒值已经为那个位置产生了。如果是如 此，显示任务用多普勒iy册数据值徊l5^f立置重写2D值。显示任务以这样方式继 续用彩色流^y册数l射直填充iy册数据阵列的彩色流盒区i或。
当显示任务已经完成了提交多普勒估计数据到iy册数据阵列时，它重置多普 勒估计对象的标志位并JLi^出l^文多普勒^i十数据被^f诸的Cineloop ^f诸器的 区域。完成的光栅数据阵列现已为由视频卡94的显示准备好。显示任务发信号给 4 卡，新的图象已准^"好，如:t^一步280所示。^il时的^j^卡显示先前由 显示^f诸器的另一个区域4纹的iU册数据图象。当4舰卡完成了显示该先前图象
最后的光^册线时，它应答新的光抓数才^^转^^从新完成的图象中显示iy册线、
如294所示、^^前图象的iy册数据占据的显示，器区i赵脉可以由显示任务 提交另一个新的图象。由于显示賴器是城口賴器，当显示任务提交新图象 到同一个务賭器的另一个区域时，视频卡可以以希望的视频显示速率从一个图象
中连续地读出^y册数据。
当这个图象釆集，处理，显示时，提^i了，注解任务用图象的字母数字 和图形信息形顺幕重叠，包4^(口图9所示的病人ID，日期，时间，扫描^lt， PRF，彩色条312，和^^刻度310。屏幕重叠是由^彭贞卡提供的超声图象J且合的 和完成的图象被传絲显示絲望的"^录介质上(即，监视器，VCR,网络，打印 机等等)。
当显示任务提f图象时，；^A型器90连续获得采集数^^4J诸它到RF ^fit器，和信号处理任务连续;狄S^得的数才斜口^f诸估计数据到Cineloop ^H诸 器。这些周期性的任务为多任务调度软件所4煤，当它们准备好时，多任务调度 软俗周絲集和信号处理任务在CPU Jii^行。这样，朋CPU显示任务的量程周 期'1^N^皮中断，而将CPU的时间分酉ei^其它两^f壬务和注解任务的量程。当显示任务已经结束:R^—个图象时，估计任务组"^W提交另-H^斤图象已经准辆。 CPU这才羊连续地产生实时^￡声图^f例。
继续第一个实例，本发明构成的实施例中的控制面板包括大量桨形才糾大开关， 它们被系Mi辨者用来改变扫描錄。当才辨者按#^开关到一边时，对应的参
数在一方向测出变化，和当才翱大开关被按向另一边时，^:向相a向测出变化。 这些#^开关的一个被用来变化图象的深度(范围)、当该开关^皮按向一边时， 该区域4^预定的增量减少，当它净皮4^向另一边时，该区域糊P个增量增加。 者可以预置增量为希望的值，例如lcm, 2cm， 5cm，或一些其它的值、该构成的实 施例^J ]这增量/减量控制到可能的^卩程度，如下面讨i仑的，它提供有效^J] CPU超过了其它的技术，和拥有这些属性的对象的系^4性的单点控制。
假定，操作者用系统进行扫描和希望改变图象的范围到彰果的深度，操怍者 通it^ "增量"方向按区域丰糾犬开关就能做这些。显示屏上的图象立即改变了。 图象它本身是同样的尺寸，但是图象是进一步延伸到体内的丰&罙的区域，因为图 象的^1已经增加了。区域的碰310变化了，指出了图綠展的新的^1。超 声系统使这些按^^的顺序处。
控制超声任务210响应从控制面板62来的中断，并被调度和获#<铜CPU， 和看到，要求已经被做出去增加扫描的区域。控制超声任务发出信息给釆集任务， "增力口区域"，如图8所示。
釆集任务^^信息，并^皮调度和获^^J ] CPU， ijy全验是否区域負^皮增加。 如果它不能，因为扫描头已经在它的最大区域扫描，它发送信息"失效"返回到 控制超声任务。控制超声任务然后不能做什么，留下系鍵在它的最大区域^^行， 或者負汰送信息到注解任务，4射言息^^屏幕上，区域已在它的最大范围。但是 如果采集任务看到区域肯S皮增加，它存料功能以改变采集对象的必要的属性。 如果传送^#收周期太紧密的放置的话，库功能^f寻不改变属性控制传送间隔以 允许较大的区域。如果从增加的深度的回波的4^1欠的时间^Li午的，仅仅接j]t4 性不得不 文变，例如采样数目，即在射线中采样的数目，将F錄回^^样增加， 将获得较大的深度。当对采集的对象做出适当的变化时，采集任务通ii^v新的 命令顺序到^^型器350而完成了新的对象。在伊逸的实施例中，^^成型器 顺序器是^^冲的，使新命令顺序被传i^WA^成型器控制器，而^L^^型器持 续;也受到它当前顺序所控制。在采集^j"象已经^i务改以后，采集任务发送新的区&妙J控制超声任务和在采 集对象内设置新的标志以指示，对象已经被修改了。下一次信号处理任务被调度 和获^fM CPU，它看到指示采集对象已经^tt化的标志和对估计对象的属性做 适当的调整。例如，信号处理任务将看到在^""个射线上将有更多的采样，和将
增加MmPerCol属性的值。信号处理任务然后在估计对象内设3vi;性以指出对象已 经被<針文，^4回其它任务需衫口道去控制超声任务的^^可属性。
下一;_^示任务被调度和获#[狄CPU，它同样;錄在估计对象中被修改的标 志和对^y册图fj^象的诸属'^i^fit当的修 文。例如，显示任务将看到，在同一 个显示区域它;^寻^R^4交大m^的图象，和将增加MmPerPixei属性的值。当图 象被提供时，显示任务返回新的MmPerPixel和其它修改的属4生到控制超声任务。
控制超声任务调度和获#[吏用CPU，和看到所有必需的对象变化已经被完成 了 。信息4皮it^注解任务以用增加的^l^l史的新的刻度310修改图形重叠屏幕。 图8a的诸步^J脉用新的数据对象开始。在传送新的波M型器控制顺序到波束 成型器控制器的緩冲器^^成以后，；^^型器控制器350立即转换到新的指令 顺序禾喻照新的顺序开始获得和存储RF数据。任何部分完成的采集数据^^:弃， 而它们的RF ，器区域^"^^斤I^居^L重写。当对应的数才ME^^时修改的对象投 7vfM，实时产生提交了具有新;統的第一图象的iU册数据阵列。如上所述，在 由视频卡完成旧图象显示之后产生对新图象的变化。
图9示出了^^声图象302下边的三个"软键"320, 322,和324的显示。 软键4fc主解任务显示和物理上与在显示屏下的控制面板62上itX硬键^5^齐。在 图中笫二和第^^键322和324上标有"Persis T，，和"Persis i ，，和使才剁乍 者增加熟知为辉度的显示特性。如美国专利5, 215， 094中描述的，^*军#|史使 在流动中iS^i的变化負^实时显示中被保留，使得它们更好地为临床医师所 判别。在本发明构成的实施例中，通过适当按下在软键下的硬件可以影响图象余 辉的变化。按压控制面板62上的硬键(见图5 )使得软键322闪亮和使图象棘 特性增加。由于这^M壬^f又能由信号处理任务来完成，通过被调度和获^f錢CPU 和发送信息"增加辉度"到信号处理任务，来控制超声任务对硬键做出响应，这 如图8所示，通过增加它的多普勒估计器标的辉^'^^发送新的辉度电平返回 到控制超声任务，信号处理4壬##:出响应(或者，如^t军度已乡錄它的最大水平，
则"失效")。信号处理任^照新的辉度^i:处理下一个采集数据组。采集诸对f^口^f册图象诸对象并不知ii^tt^口没有理由知道关于它的情况，它们将象以
往一才羊继续^_得^:^^|^它，而不注意在信号处理的变化。
^f勾成的实施例中，它被决定在屏幕上显示辉度作为量4b^描M，这,^曾 加了信息交换的复杂性，因为量^f直必须^^f封十对絲'^&口以，，该值被返 回到控制超声任务，和发^^注解任务以 扫描##:的屏幕显示。这种^J ]具 有j緣自己是辉度值的所有者的优点，^il个实施例中，是估计对象，控制超声 任M不需衫口道辉度的当前值和限制，因为该信息是^#在诸对|^^封口方法 中。由于构成的实施例中证实了^^]增量/减量方法去 嫂扫描和系统##:到极大 的程度的哲学，所以数值和限制受到具有变化属性的对象的管理。
本发明的实施例的第二实例由图11的显示350给出。狄M-模iC^示，实时 2D图象352示出了 M线的扫描显示360。 M线的扫描显示通过#^位于2D图象上 的光浙:354 ^^_得。通itit前实施例的图7， 7a， 8和8a示出的相同的处衝'顷序 产生M-一^示。
如以前一样进行系统设置(图7和7a ) 。 2D采集对象为2D图象建立，这如 前一实施例所做。这时2D采集对^i^接到M-模iC^集对象。M模錄集对象将具 有诸属性，它们定义了诸特性，诸如M模式射^^^得的时间间隔^N皮平均到一 块以形成供显示的一M线的获得的射线数。劐以地，这将存在两个估计对象，一
个是2D采集数才脉另一个是M模ic^集数据，纽将有两个^y册图^十象， 一个
提供在上半显示区域的2D图象和另一个:R^在下半显示区域的M模式显示。
如图8和8a所描述的，扭/f^J"W:据处理，除了多普勒对象被M模^^象所 取代。；AWl型劉夸被编程以获得用2D线的M线时间间P鬲，由考虑显示扫4&1率 决定的诸间隔和被平均以实时形成一显示M线的所需诸线的线数。当两个采集的 数据组^^单独的数据组被^^在RF ^fi者器中，由于M模^t据组实质上是临时 的2D数据，信号处理任务将在CPU上而不A^DSP卡处理M模i(^集数据，如果 希望瞬时处理2D和M模iCJ:据，^^替换DSP卡是可以获^fM的。两个估计数 才赵且将被##到Cineloop機器内和将由显示任务单^^是供。
提供M模idt翻4M7滚动的显示^:可能的，其中诸线呈J^A^向左前进横 跨屏^^口当较旧的在左边去掉时而新的M线连续i^口到显示的右边。然而，本发 明^^]的扫描显示具有在个人计^4^f嫂下的优点。在M模^示360的举例中， M线362首先^te示，当新的M錄它的右ii;顷序i^組示时，它维持在屏幕上静止。当M线填M示的右侧时，顺序的M线开始呈5#左边，实际上达到了图 ll所示的点，纽最旧的^:线362 ^iL新的紋364。当新M^I^口入时，它 们呈J脉M线364的右侧，实际上iii!j了 M线362和然后重写较旧的M线。
扫描显示的优点是，这并不^衮动显示那样，M^t过时间显^L^幕的不同 位置上，而是在图象中静止的。处的区分是，通过简单的提##斤M躯在显示 的最旧的M线上可以扭/f^斤的M模式线。这明^i也快于再^纹的所有的M线，这 对于基于PC的超声系统而言;l^的，并且需要非常少的提交时间和由于显示任 务是利用的CPU。当扫4剤亭止时，整个M模i^L示育^皮重写到右i^于齐最新的M 线，这样消除了^H^或印刷显示的^f可不ili卖性。
在本发明构成的实施例中，多任^h理和面向对象的设计方法允许软^H殳计 者和编禾1A员在设计和4似亍软件变化时有可观的活动余地。由于多任务调度软件 4吏丰欠件净皮#^沐时间^^^割为离散的时间片，^"个软^f壬务fW皮新的处理能力 所修改和增力口并几乎不考虑任务的^^亍时间。通过响应实时时间事件的时间交叉 处理不同的任务，多任务调度调度软件能维持实时系统f生能。延长任务意指需要 更多的时间量程去完成任务，但M化并不消弱和毁坏该系统，如果任务^F艮制 为完成它功能的固定的最大时间窗，这就可能出现问题。在本发明的实施例中， 多任务调度软件通过调度更多的量程完成任务而简单:fet配延长的任务，和系统 i^卖运行。通过少数或甚至适当的CPU *#呈完^^长的任务能够1^^^个系统， <旦^:所到的禾呈度，"^殳#^者^^4^查觉的。
多任务适配的优点允许软^H殳计者相当独立'^也去!雑。例如，采集任^i更 计者并不需要持续地询问信号处理任^i殳计者去变化它们jL^做的内$^。是否两
组的设计将在一块工作。这种自由度通过面向对象的设计进一步增强了，这里没 有一个组^^一组强加的限制而被适当的限制，^"^且者闷科p道，它将和什么一 块工作，带有数据对象的数才赵且和信息"数椐已经准4^好，没有什么再多的了，
组都有极大的活动余^^决^_否它想响应它接收的数据组，它希望:M可处 理它们。由于面向对象的设计任务和对象是自然密封的，^"^且是自由地J細资 源和在它的命令下去处理数t射且，和它知道，它^L不受它的资源的夕N5强制和其 它任务操作的影响。事件驱动的多任务环v^^数据驱动的面向对象的环^^i且^^ 来提供更有效的和较高质量!斜辆口性能。
资源在^f封可环嫂中^^殳有限制的，然而，在个人计^^^声系统中应当被小心^f躺的确定的资源是CPlf的处理能力。本发明监视^f細这个处理能力，被称为 PC机的"带宽"。特别是，在成象时被44t任^f吏月的"带宽"被监视以担保性 能因"1H者如数据采集速率和显示帧速率。辆成的实施例当中，本发明人已菱嫂
现，显示任务^^刊々1^出上佳月带宽70%-80%，信号处理任务大约15%余下的是 其它所有的任务。当不需要对^^^型器进4豫禾1^对控制变化做出响应时，采
集任^^又仅使用带宽的分数百分数，因为它通常的功能^^简单;likit知信号处理
任务，釆集数据已经准备好。
由于系统带宽是确定的资源，当带宽^^]变得紧张时，本发明者#成的实 施例中做优先Mi^取。仅当两维成象被^e时，系统的所有任务被指定优先级为
0，除了信号处理任务，它具有的优先级为+10。这意指，当信号处理4壬务已经准 备好去处理新的采集数据组时，等待CPU存取的准备好的表将被中断。这信号处 理的较高的优先级确保，^"^謝线将^^:理和没有射线数据将被漏掉。当系统 同时^/f亍两维成^^M模錄示时，M模i^示的显示任务的优先级是设在0，而 2D显示任务的优先级设在一2逸，&角保了，当它的数据4i^生时，2D扫描转换将 被中断以处理新的M才莫式线，因为滚动M模式诸线不彈不实时被产生。类似的优 先Mj^在滚动的频谱多普勒显示。
信号处理任务的较高的优先级的使用确保了 ，所有获得的数据^^!:理和^f诸 在Cineloop^^者器内。然而，这并不确保，^""个^^诸的估计数据组^^示任务 显示为图象。当信号处理任务变得复杂和精细时，它的带宽要求将减少显示任务 可使用的带宽，it^了较低的显示帧的速率^N^示任^yt的估计数据组的发 生。
这不测事^Ht过"f細^^i十事件的Cineloop存储器而在构成的实施例中加 以考虑。当信号处理任务为显示产生新的数据组时，它改变系统的指针到指定新 数据组为最当前的估计的数据组。当显示任务结束估计数才赵且的显示时，它返回 到最当前的估计数据组作为下一个^經示的。当显示任务集中在最当前数据显示 时，在其内部狄的估计数据被留下来并不显示。例如，逸t^M^每秒采集速 率下在Cinelo邻^f诸器内^j诸60帧的估计数据，但是在每秒显示速率下^X^示 这些帧的一半30帧。
这些絲示的帧数才赵且并没有丟失，而掩顷序保留在Cineloop賴器内，直 到它实际上被后来的许多帧所重写。这样，Cineloop ，器在Cineloop存储器的整个^tJi维持着所有显示的和^示的R-Q 4古计l^居组的图象数净居文件。无 "^可时当需^^析高帧速率数据的诊断情况出现时，逸!Ui衬辨者停止实时显 示。例如，如果才辨者正^WCS胎儿的心脏，并有意更详细i^现它的舰的心 跳，^f乍者可以定住实时处^示和从Cineloop，器中重放R-Qi射贞，它们以 显示任务的较f曼运动显示帧速率被重放^M^示。当采集任务和信号处理任务不 再被调用去获得和处理新数据时，实时定住显示帧的速率在事实上增加了。作为 替换，显示任务将唯一的使用CPU,能达到系统最高的帧速率。所有存储在 Cineloop赖器的i^贞，包括那些未实时显示帧，f^^高或慢运动显示帧速率 下被重放，允许临床医师详细^A每秒60帧获得的图象Ji^L^胎儿心脏的迅速地 跳动。当它在Cineloop^^者器中被捕获以后，图^J侦序能以不同的ii^重复i^皮 重放以使临床医师做出确定的诊断。
图12所示的本发明的第二实施例进一步改进了基于个人计#^几的超声系统的 it断能力。和图5的实施例相对，图12的实;^例Mi口、系乡M^器384，使得RF 德器;1^口 Cineloop賴器，負fe够顺序絲多纟iL^得的RF数据。信号处理 任务^#计数据组到其中的^(诸器，^i十数据^f诸器是相应较小的肯^f诸有限 数目帧数的估计数据。该实施例将以图5的实施例一样的操怍，但在处理困难的 诊断操作M的不同。在刚刚讨i^^J胎儿心脏实例中，定住的实时图象刚夺允许 在Cineloop RF^^器^f渚的图象^:才居4安顺序以每一图象的显^f皮重》文。显示的 帧速剩夺没有先前的例子那么高，因为^H^在Cineloop RF存4诸器的^t据^L^S 缩的数据；当两^f壬务交^i姚理和显示Cineloop RF图象数据时，显示任务和 信号处理任务将共享CPU,通itf顿信号处理的DSP卡和供显示处理的CPU 面得到改进。但是如前所示，临床医生将能够审^L^每秒60帧的速率获得图緣 据，因为在Cinelo叩，器内的^""数^liM射狄理和显示。
新的优点呈现于第二实施例中，这归因这样的事实，4#在Cineloop RF存 储器中的RF数据组是未^狄理的。这使得临床医生定住实时成象，和"H4又""44 地重放，^-次用不同的处理技术。例如，如果临床医生想在实时的胎儿心脏的 彩色流图象中定点在自伊ii尤动的瞬间变化，它可以定住实时显示和重放^t在 Cineloop RF务賭器内的图象数据，^^i^^I4^f"反映扰动状况的余辉设置。 如^it择的^t军设置是徒劳的，临床医生可以再次重放图象，但用不同的^^设 置。临床医师可以重^U ]完全不同的处理的图fJ顷序。例如它能重放图^'l页序，不同彩色流图象，而用在US专利申请[申请号SN 08/655 391]内描述的功率运动 图象处理以强调在胎儿心脏组织的细微变化。替换地，数才赵且育^皮重放，4S^是 ^^辉度或多普勒图象，而是通iii且织特性处理而錄的錄图。Cineloop RF 数据组甚至^4^^兹盘，VCR或通过网^^用可^^寻的处理冲支^^l^或数月以 后被重放，以在^的日期提，IS床医师。
但战于个人计#^几的超声系统结构的最突出优点是可靠程度，4封可当今f生 能协调1又^^暂时的，因为该技术是跨在PC芯片^:的波潮上。^i声系统的设计 者具有的自然的愿望是^^它们的工具中获得最高的性能。基于给定的^f躺CPU 例如100MHz的Pentium芯片的超声系^#|吏系统设计者不为^^的;^_保留带 宽，而B即^fM处理器的^带宽以获得最大性能。当系统涉及的软^H壬务更 力口要求系统的带宽和l"生能^f氐时，已经准^^J方案才脉手边，该方案能实际改 进系统的^—个功能拔下100MHz芯片，而用200MHz芯片代替。突然^"个东 西的性能均^C 文进了，帧速率被奇幻^M^。快了， i^有节约的带宽。甚至更增 强的功肯^脉肯^皮设计禾—战成，因为设计者确信这样的^i只，PC芯片性能的另
一步的^L将在^^提供甚至更多的带宽。
最^i殳计的构成的实施例具有计^4几芯片^L的优点。CPU是固定在子板的插
^Ji，它近而固定到#^反的连接器上。^i^期内可以预料，通过替换在子^Ji的 CPU芯片性劍夸被升级。实际不用证明，子板負S皮新子板和较高性能的CPU所取 代。和当然逸《、是真的，整个PC机平台-^^反，子板，CPU禾4辦系统-負g皮抛弃， 端口接在新平台上的操作软降，连接到扩展悉线卡120的新#^反具有个人计#4几 技术最新的优点。
〖tt商业上可获得的PC扭和工作站CPU芯片的;^，图3实施例的特^^ 肯定能实现。随着多普勒和2D信号处理由CPU执行，DSP卡92将消失。同样随 着它的数字功負^tt DSP卡和实际Ji^4^Jii^ft^软件所7l^旦，^^成型劉夸 i^斤地消失。那时，#^充的^^^型器的唯一剩^卩分将是高压驱动器和到才對以/ 数字转换器的接收器元件。筒言之，超声系统#^ ]数字部分到最大可能的限度， 其中所有的部分将由PC机的软件才W亍。
权利要求
1.一种基于个人计算机的超声诊断成像系统，包括超声成像探头；连接到所述探头并响应于从所述探头接收到的回波信号产生数字射线信号的波束成型器；连接到所述波束成型器、用来存储所述数字射线信号的双端口存储器；连接到所述双端口存储器、用来处理所述数字射线信号以产生超声诊断成像信号的个人计算机平台；和连接到所述个人计算机平台、用来显示超声诊断图像的显示器。
2. 权利要求1所述的超声诊断成像系统，还包括连接到所述个人计算 机平台和所述显示器、用来存储所i^i声诊断成像信号的双端口存储器。
3. —种基于个人计算机的超声诊断成像系统，包括 超声成像探头；连4妄到所述纟笨头、用来响应于/人所述纟笨头4妄收到的回波信号产生时间 上分开的数字回波信号的装置；连接到所述用来产生数字回波信号的装置、用以处理所述数字回波信 号以产生时间上离散的超声诊断成像信号的个人计算机平台；和连接到所述个人计算机平台、用来显示时间上离散的超声信息的超声 诊断图像的显示器；其中所述时间上离散的超声信息的超声诊断图像是扫描显示，在其中 较旧的信息连续地被新的信息所替换。
4. 权利要求3所述的超声诊断成像系统，其特征在于所述扫描显示是 M模式显示。
5. 权利要求3所述的超声诊断成像系统，其特征在于所述扫描显示是 频谱多普勒显示。
6. 权利要求3所述的超声诊断成像系统，其特征在于所述用于产生时 间上分开的数字回波信号的装置还包括用于产生时间交叉的数字2D回波信号的装置；其中所述个人计算机平台还包括用于处理所述2D回波信号以产生2D 超声诊断图像数据的软件；以及其中所述显示器还包括用于同时显示2D超声诊断图像和时间上离散 的超声诊断信息的扫描显示的装置。
7. —种基于个人计算机的超声诊断成像系统，包括 超声成像探头；连接到所述探头用于以第一速率产生多组数字回波信号的装置，每一 组数字回波信号包括图像帧的采集数据；连接到所述用于产生数字回波信号的装置、用于显示处理各组所述数 字回波信号以便以第二速率产生超声诊断图像数据组的个人计算机平台； 和连接到所述个人计算机平台、以^^示超声诊断图像的显示器， 其中所述第 一速率大于所述第二速率。
8. 权利要求7所述的基于个人计算机的超声诊断成像系统，其特征在 于所述第一速率和所述第二速率之间的差异是时间的函数，所迷个人计算 机平台利用该时间来执行一组所述数字回波信号的所迷显示处理。
9. 权利要求7所述的基于个人计算机的超声诊断成像系统，其特征在 于还包括图像数据存储器，用来存储由所述用于产生多組数字回波信号的 装置产生的所述各组数字回波信号的序列；以及还包括用于显示处理所述存储的序列以便显示为超声图像序列的显 示装置。
10. 权利要求9所述的基于个人计算机的超声诊断成像系统，其特征号的装置产生的采集数据组。
11. 权利要求9所述的基于个人计算机的超声诊断成像系统，其特征 在于所述个人计算机平台还包括用于超声信号处理各组所迷采集数据，以 产生处理过的数据组的软件，每个数据组对应于一超声图像，其中所述图像数据务(诸器被连接以存储所述处理的数据组的序列。
12.权利要求11所述的超声诊断成像系统，其特征在于以大于所述第 二速率的速率产生所述处理的数据组。
全文摘要
超声诊断成象系统配置有个人计算机平台，它处理数字回声信号和产生供显示用的超声图象信号、个人计算机平台的扩展总线结构包容了附属处理器例如波束成型器卡，数字信号处理卡，视频卡，和网络卡，对超声系统而言它们是必需的或是希望的。在优选的实施例中，由连接到扩展总线上的波束成型器产生的数字信号采样由个人计算机平台的CPU执行软件处理以供显示。在基于个人计算机的超声系统的优选的软件结构由多个面向对象的实时执行的软件任务和有效和耐用的多任务操作系统组成。通过用较高性能的CPU简单替换CPU实现了整个超声系统的性能升级，这样随着个人计算机CPU技术的发展提供了连续超声系统性能的改进。
文档编号G01S15/00GK101524285SQ20091000709
公开日2009年9月9日 申请日期1997年9月12日 优先权日1996年9月12日
发明者R·E·戴勒 申请人:Atl超声波公司