用于控制超声系统中的图像外观特征的方法、根据所述方法操作的图像外观特征控制用户接口、和包括所述用户接口的超声系统与流程
本发明涉及一种用于通过设置工作流设置参数的值来控制超声系统中的图像外观特征的方法，所述工作流设置参数的值对最终图像外观具有影响，使得在提供所述最终图像外观的期望的条件下设置一个或多个图像外观特征。
背景技术：
标准超声系统的当前用户接口基于与最终图像外观逻辑不相关的控件。操作者/用户必须将他的经验/技术诀窍翻译成适合实时扫描需求的适当系统设置。当前图像最终用户控件基于标准工作流设置参数，其与成像过程的物理特性相关，而不是与在显示器上可视化的图像的最终外观相关。对于对系统工作流和控制超声成像的物理过程知之甚少的医生或辅助医疗操作者来说，通常难以通过控制所述标准工作流设置参数的值来影响图像外观。此外，许多不同的标准工作流设置参数对特定图像外观特征具有影响，使得操作者必须控制若干不同的设置参数以便修改图像外观。
此外，具有有限的系统工作流技能的操作者可能导致达到设置参数的“错误调整”配置，该设置参数提供期望的图像外观但是对于获得高质量图像是非最佳的或不利的。
因此，最终目标是提供用于控制超声系统中的图像外观特征的智能方法，根据所述方法操作的图像外观特征控制用户接口以及包括不需要关于通常超出最终用户的通常背景的医学超声成像的技术和物理方面的特定技能的所述用户接口的超声系统。
技术实现要素：
在说明书和随后的权利要求中，术语标准工作流设置参数是指并且包括用户可以通过用户接口设置用于根据特殊需要调整超声系统的操作条件的所有参数。特别地，该术语包括并且指示与成像过程和成像装置的物理相关的设置，并且其与图像外观特征没有直接关系，但是仅单独或与其他参数组合地影响所述图像外观特征。
根据本文的实施例，本发明提供了一种用于控制超声系统中的图像外观的方法，所述方法包括：
-提供图像外观特征控制参数的集合，每个图像外观特征控制参数根据所述图像外观特征控制参数的值的尺度与对应的图像外观特征的特定条件相关的图像外观之间的预定义关系与图像外观特征相关；
-生成每个图像特征控制参数的所述值与影响所述图像外观特征的标准工作流设置参数的组合的所述标准工作流设置参数的所述值之间的关系；
-根据对应图像外观特征控制参数的所述值的变化，自动变化影响图像外观特征的标准工作流设置参数的所述组合的所述标准工作流设置参数的一个或多个的所述值，用于获得由所述图像外观控制参数的所述变化请求的所述图像外观特征变化；
-使用所请求的图像外观特征可视化所述图像。
根据所述方法步骤，控件的数量显著减少。每个图像外观特征控制参数与图像外观特征直接相关，图像外观特征例如是平滑、对比度、分辨率、穿透、细节、速度和要在屏幕上可视化的超声图像的其他可能的外观特征。
每个图像外观特征控制参数被表示为所述标准工作流设置参数的一个或多个的组合的函数，所述标准工作流设置参数对与所述图像外观特征控制参数相关联的所述图像外观特征具有影响。
根据实施例，所述图像外观特征控制参数与标准工作流设置参数的组合的所述函数关系是工厂定义的。
仍然根据另一实施例，可以由所述用户修改所述工厂定义的所述图像外观特征控制参数与标准工作流设置参数的组合的函数关系。
每个图像外观特征控制参数的所述值与范围从最小值到最大值的值的尺度或区域(field)相关联。标度可以是线性的或对数的，或者根据不同的度量函数来设置，所述最小值和所述最大值对应于与图像外观特征控制参数相关的所述图像外观特征的特定极端条件，定义了将所述图像外观特征参数的所述值与对应的图像外观特征的出现的所述条件相关联的函数。
根据本文的实施例，定义所述图像外观特征参数的标准工作流设置参数的所述组合的每个标准工作流设置参数通过可以与所述组合的其他标准工作流设置参数中的一个不同的特定函数与所述图像外观特征控制参数相关。
根据本文的实施例，所述方法的工厂定义步骤包括以下步骤：
-定义独立的图像外观特征的集合，并为每个图像外观特征分配相关的图像外观特征控制参数；
-根据作为与所述成像过程的物理相关、并且影响所述对应的图像外观特征的一个或多个超声系统标准工作流设置参数的组合，定义每个图像外观特征的图像特征控制参数；
-对于每个图像外观特征，生成相对于所述图像外观特征的所述图像外观的所述变化与所述对应的图像外观特征控制参数的所述值的所述变化之间的相关性；
-对于每个图像外观特征，通过经验或实验或数值生成所述图像外观特征控制参数的所述值与所述标准工作流设置参数的所述组合的所述标准工作流设置参数的所述值之间的相关性；
-为每个标准工作流设置参数定义将所述图像外观特征控制参数的值与所述标准工作流设置参数的值相关联的函数；或
-数据库或查找表，所述数据库或查找表包含所述对应的图像外观特征控制参数的所述值以及定义与其值是根据经验或实验确定的所述图像特征控制参数的值相关联的所述图像外观特征的所述标准工作流设置参数中的每个的所述值的阵列；
-正在使用的所述函数或所述数据库或所述查找表可寻址和可读以用于：
-将每个图像特征控制参数的所述值与影响所述图像特征的标准工作流设置参数的组合的所述标准工作流设置参数的所述值相关联；
-根据对应图像外观特征控制参数的所述值的变化，自动变化影响图像外观特征的标准工作流设置参数的所述组合的所述标准工作流设置参数的一个或多个的所述值，用于获得由所述图像外观控制参数的所述变化请求的所述图像外观特征变化。
最后一步是使用请求的图像外观特征设置自然打印、保存和/或可视化图像。
关于上面公开的方法，考虑到直接基于标准工作流设置参数的图像外观特征的控制，这些设置参数形成具有有助于确定某种图像外观的参数的标准工作流设置的值的组合的多种可能性的多维数据空间。定义一种新的图像外观特征控制参数，其与与某些外观特征相关的图像的外观直接相关，并且在功能上将所述控制参数与对对应图像外观特征有影响的唯一标准工作流成像参数的组合相关联表示具有减少的维数的子空间的定义。
根据进一步的改进，通过下述方式通过数值确定将所述图像外观特征控制参数的值与描述图像外观特征控制参数的标准工作流设置参数的组合的标准工作流设置参数的值相关联的所述函数：计算图像外观特征的不同图像外观条件、图像外观特征控制参数的对应的值以及描述图像外观特征控制参数的标准工作流设置参数的组合的标准工作流设置参数的对应的值之间的经验或实验测量关系的最佳拟合曲线。
根据本方法的特定非限制性实施例，为以下图像特征组合设置图像外观特征控制参数：
-穿透-分辨率比率；
-速度-细节比率；
-平滑-对比度比率。
根据又一个特定非限制性实施例，
-穿透-分辨率比率图像外观特征控制参数是以下标准工作流设置参数的函数：频率，发射脉冲数量；
-速度-细节比率图像外观特征控制参数是以下标准工作流设置参数的函数：图像视野，持久性(persistence)，线密度，视线数和xview细节；
-平滑-对比度比率图像外观特征控制参数是以下标准工作流设置参数的函数：动态压缩，动态范围，增强，灰度图设置，mview设置，xview平衡，xview平滑，xview增强。
上面公开的特定实施例示出了可以在图像外观特征控制参数的三维子空间中减小标准工作流设置参数的14维空间，该图像外观特征控制参数被表示为多个所述标准工作流设置参数的组合，并且与确定两个互补图像外观特征之间的比率是明确相关的，图像外观特征例如是在上面讨论的示例中的穿透-分辨率比率、速度-细节比率、平滑-对比度比率。
根据可以结合以上公开的实施例中的每一个提供的又一实施例，根据本发明的方法可以提供以下步骤：提供用户可为每个控制参数操作的控制输入机构，用于根据图像外观特征的期望设置来设置所述对应的图像外观特征控制参数的所述值，所述控制输入机构具有两个极端位置，每个极端位置与由标准工作流设置参数的相同组合定义的两个图像外观特征之一相关，并且所述图像外观特征彼此互补，使得在一个端位置处，所述两个图像外观特征的第一个占优势，并且在相反的端位置处，所述两个图像外观特征中的第二个占优势，并且在所述控制输入机构的中间位置生成所述两个图像外观特征的组合，所述组合根据在所述两个极端位置之间的所述控制输入机构的所述位置具有所述图像外观特征的不同比率。
根据可以以任何其他实施例的组合提供的又一实施例，用于控制超声系统中的图像外观特征的方法包括以下步骤：
-相对于工厂定义值修改定义与所述图像外观特征控制参数的特定值相对应的图像外观特征控制参数的所述标准工作流设置参数的所述组合的所述标准工作流设置参数的至少一个的所述值；
-相对于描述所述图像外观特征控制参数和所述标准工作流设置参数之间的关系的函数，确定所述修改值的连续性/不连续性阈值；
-通过与所述连续性/不连续性阈值进行比较来确定是否所述修改值确定描述所述图像外观特征控制参数和所述标准工作流设置参数之间的所述关系的所述函数中的不连续性，以及
-通过经过所述标准工作流设置参数的值范围的端点并经过所述标准工作流设置参数的所述修改值的近似曲线来定义描述所述图像外观特征控制参数与所述标准工作流设置参数之间的所述关系的新函数；
-用所述新函数代替前一函数，并使用所述新函数根据所述图像外观特征控制参数确定所述标准工作流设置参数的值。
根据本文的实施例，为了定义新函数，执行通过抛物线系数方法的近似。
本发明还涉及根据所述方法操作的图像外观特征控制用户接口。
根据超声系统中的所述图像外观特征控制接口的实施例，包括：
-与至少一个图像外观特征明确相关联的用户可操作的控制输入机构，用于根据所述对应的图像外观特征的期望设置来设置所述对应的图像外观特征控制参数的值；
-所述控制输入机构具有两个极端位置，每个极端位置与所述图像外观特征的两个极端条件中的至少一个相关，而在所述两个极端位置之间的所述控制输入机构的中间位置中，根据通过在所述两个极端位置之间改变所述控制输入机构的位置引起的所述对应的图像外观特征控制参数的值，与所述图像外观特征有关地设置连续或离散地变化的图像外观；
-所述图像外观特征控制参数是超声扫描仪的标准工作流设置参数的组合的函数，所述超声扫描仪的标准工作流设置参数影响对应的图像外观特征，使得通过操作所述控制输入机构以改变由图像外观控制参数的特定值确定的图像外观特征，自动设置确定所述图像外观特征的所请求的条件的标准工作流设置参数的组合的对应的值。
本文中可与前一实施例组合的另一实施例涉及一种图像外观特征控制接口，其中，
-将相同的控制输入机构相关联用于控制其图像特征控制参数是超声系统的标准工作流设置参数的相同组合的函数的两个或更多个图像互补外观特征，并且将所述图像外观特征控制参数耦合到影响所述图像外观特征的单个图像特征控制参数；
-在对应的图像外观特征控制参数和两个极端位置之间的控制输入机构位置之间定义相关函数，使得在所述控制输入机构的一个端位置处，所述两个图像外观特征中的第一个占优势，并且在相反的端位置处，所述两个图像外观特征中的第二个占优势，并且在控制输入机构的中间位置中，生成所述两个图像外观特征的组合，所述组合根据所述两个极端位置之间的控制输入机构的位置具有所述图像外观特征的不同比率。
根据特定实施例，图像外观特征控制用户接口具有对于用于以下几对互补图像外观特征中的一个或多个的控制输入机构：
-穿透-分辨率比率；
-速度-细节比率；
-平滑-对比度比率。
根据上述实施例的进一步改进，穿透-分辨率比率图像外观特征控制参数是以下标准工作流设置参数的函数：频率、发射脉冲数量
交替地或组合地，速度-细节比率图像外观特征控制参数是以下标准工作流设置参数的函数：图像视野，持久性，线密度，视线数量和xview细节
交替地或组合地，平滑-对比度比率图像外观特征控制参数是以下标准工作流设置参数的函数：动态压缩，动态范围，增强，灰度图设置，mview设置，xview平衡，xview平滑，xview增强。
根据本文的另一个实施例，控制输入机构是电子、静电或机械的手可操作的物理控制机构，例如光标或旋钮之类，或控制输入机构是虚拟的手、手势或语音可操作的机构或其组合。
在优选实施例中，控制输入机构是在触摸屏界面上以图形表示的机构。
在根据实施例的上述情况中，用户接口包括处理器单元和由所述处理单元控制的触摸屏显示器。所述处理单元执行软件，所述软件被配置用于在屏幕上打印表示所述控制机构的图标，并且用于使所述控制机构动画化以通过经由触摸屏界面操作它们来改变它们的样子，从而生成用于设置与所述控制机构相关的图像外观特征控制参数的值的输入信号。
目前已知许多不同的替代方案用于生成数字虚拟控制界面，并且这些可用替代方案中的每一个可用于控制机构。
根据本文的实施例，图像控制用户接口还包括
处理器，被配置为执行以下任务
-计算描述所述对应的图像外观特征控制参数的值与所述标准工作流设置参数中的每个的值的关系的函数，所述标准工作流设置参数定义与图像特征控制参数的值相关联的图像外观特征，通过经验或实验近似确定的值在数字上确定所述函数，或
-通过寻址保存在所述处理器的存储器中、且包括所述对应的图像外观特征控制参数的所述值、和定义与所述图像特征控制参数的根据经验或实验确定的值相关联的图像外观特征的所述标准工作流设置参数的每个的值的阵列的数据库或查找表来确定定义与所述图像特征控制参数的值相关联的所述图像外观特征的所述标准工作流设置参数的每个的值，
-用于将每个图像特征控制参数的值确定为影响所述图像特征的标准工作流设置参数的组合的标准工作流设置参数的值；
-根据所述对应图像外观特征控制参数的值的变化，自动地变化影响图像外观特征的标准工作流设置参数的组合的所述标准工作流设置参数中的一个或多个的值，以用于获得由所述图像外观控制参数的变化请求的图像外观特征变化；
-使用所请求的图像外观特征设置可视化所述图像。
根据可以以任何其他实施例的组合提供的又一实施例，用于控制超声系统中的图像外观特征的图像控制用户接口还包括标准工作流设置参数的输入控制机构，用于：
-相对于工厂定义值修改定义与所述图像外观特征控制参数的特定值相对应的图像外观特征控制参数的标准工作流设置参数的组合的所述标准工作流设置参数的至少一个的值；
以及，处理器，被配置用于
-相对于描述所述图像外观特征控制参数与所述标准工作流设置参数之间的关系的函数，存储所述修改值的连续性/不连续性阈值，并且
-通过与所述连续性/不连续性阈值进行比较来确定是否所述修改值确定描述所述图像外观特征控制参数和所述标准工作流设置参数之间的所述关系的所述函数中的不连续性，以及
-通过经过所述标准工作流设置参数的值范围的端点并经过所述标准工作流设置参数的所述修改值的近似曲线来数字地计算描述所述图像外观特征控制参数与所述标准工作流设置参数之间的所述关系的新函数；
所述处理器进一步
-用所述新函数代替前一函数，并使用所述新函数根据所述图像外观特征控制参数确定所述标准工作流设置参数的值。
根据本文的用于定义新函数的实施例，由处理器执行抛物线系数方法的近似。
本发明还涉及一种超声系统，其包括根据一个或多个上述公开实施例且根据上面公开的一个或多个方法步骤进行操作的图像外观特征控制接口。
根据本文的实施例，超声成像系统包括：
-超声探测器，包括换能器元件阵列，用于转换声发射信号中的电输入信号，并转换电接收信号中的声回波信号；
-发射波束形成器，根据发射方案生成用于所述换能器元件的所述驱动输入信号用于驱动换能器阵列，以从阵列换能器发射多个发射波束；
-接收波束形成器，包括接收信号处理单元，被配置为处理响应于所述发射波束而接收的回波信号，以产生多个回波信号接收线；
-信号处理单元，处理所述回波信号以便从所述回波信号中提取图像数据，
-图像生成单元，使用所述图像数据产生图像；
-图像显示器，以及
-图像用户输入接口，用于将来自所述超声系统的数据图像和消息可视化到用户，并用于向所述超声系统输入控制设置或操作条件的选择和或成像模式或用户的其他输入数据，所述图像用户接口进一步包括：
-与至少一个图像外观特征明确相关联的用户可操作的控制输入机构，用于根据所述对应的图像外观特征的期望设置来设置所述对应的图像外观特征控制参数的值；
-所述控制输入机构具有两个极端位置，每个极端位置与所述图像外观特征的两个极端条件中的至少一个相关，而在所述两个极端位置之间的所述控制输入机构的中间位置中，根据通过在所述两个极端位置之间改变所述控制输入机构的位置引起的所述对应的图像外观特征控制参数的值，与所述图像外观特征有关地设置连续或离散地变化的图像外观；
-所述图像外观特征控制参数是超声扫描仪的标准工作流设置参数的组合的函数，所述超声扫描仪的标准工作流设置参数影响对应的图像外观特征，使得通过操作所述控制输入机构以改变由图像外观控制参数的特定值确定的图像外观特征，自动设置确定所述图像外观特征的所请求的条件的标准工作流设置参数的组合的对应的值。
根据可以与前一个实施例结合提供的另一实施例，所述超声系统具有电子、静电或机械的手可操作的物理控制机构(例如，光标或旋钮之类)或虚拟的手、手势或语音可操作的机构。
根据替选实施例，控制输入机构是在触摸屏界面上以图形表示的机构。
仍然根据可以结合一个或多个上述实施例提供的另一实施例，超声成像系统包括，
用户接口连接到的处理器，处理器被配置为交替地
-计算描述所述对应的图像外观特征控制参数的值与所述标准工作流设置参数中的每个的值的关系的函数，所述标准工作流设置参数定义与图像特征控制参数的值相关联的图像外观特征，通过经验或实验近似确定的值在数字上确定所述函数，或
-通过寻址保存在所述处理器的存储器中、且包括所述对应的图像外观特征控制参数的所述值、和定义与所述图像特征控制参数的根据经验或实验确定的值相关联的图像外观特征的所述标准工作流设置参数的每个的值的阵列的数据库或查找表来确定定义与所述图像特征控制参数的值相关联的所述图像外观特征的所述标准工作流设置参数的每个的值，
-用于将每个图像特征控制参数的值确定为影响所述图像特征的标准工作流设置参数的组合的标准工作流设置参数的值；
-根据所述对应图像外观特征控制参数的值的变化，自动地变化影响图像外观特征的标准工作流设置参数的组合的所述标准工作流设置参数中的一个或多个的值，以用于获得由所述图像外观控制参数的变化请求的图像外观特征变化；
-使用所请求的图像外观特征设置可视化所述图像。
根据可以以任何其他实施例的组合提供的又一实施例，超声成像系统包括用于控制超声系统中的图像外观特征的图像控制用户接口，所述超声系统另外具有标准工作流设置参数的输入控制机构，所述输入控制机构允许
-相对于工厂定义值修改定义与所述图像外观特征控制参数的特定值相对应的图像外观特征控制参数的标准工作流设置参数的组合的所述标准工作流设置参数的至少一个的值；
并且处理器与所述输入控制机构通信并被配置为用于
-读取所述标准工作流设置参数的修改值；
-相对于描述所述图像外观特征控制参数与所述标准工作流设置参数之间的关系的函数，存储所述修改值的连续性/不连续性阈值，并且
-通过与所述连续性/不连续性阈值进行比较来确定是否所述修改值确定描述所述图像外观特征控制参数和所述标准工作流设置参数之间的所述关系的所述函数中的不连续性，以及
-执行软件，所述软件用于通过经过所述标准工作流设置参数的值范围的端点并经过所述标准工作流设置参数的所述修改值的近似曲线来数字地计算描述所述图像外观特征控制参数与所述标准工作流设置参数之间的所述关系的新函数；
所述处理器进一步
-用所述新函数代替前一函数，并使用所述新函数根据所述图像外观特征控制参数确定所述标准工作流设置参数的值。
根据本文的实施例，为了定义新函数，执行通过抛物线系数方法的近似。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在超声系统中生成图像外观控制终端用户接口的方法。
所述方法的一般实施例包括以下步骤：
-定义独立的图像外观特征的集合，其可以是作为非限制性示例的以下中的一个或多个：对比度平滑，穿透-分辨率，速度-细节；
-从与所述成像过程的物理相关的一个或多个超声系统标准工作流设置参数分析每个所述图像外观特征的依赖性，其可以是作为非限制性示例的以下中的一个或多个：持久性，图像视野，增强，xview平滑，xview增强，mview设置，视线数，xview详细信息，动态范围，xview平衡，频率。线密度，灰度图设置，动态压缩，基本模式，tei模式；
-对于每个图像外观特征，根据由前一步骤的依赖性分析得到的所述标准工作流设置参数的一个或多个的组合，定义图像外观特征控制参数；
-对于每个图像外观特征，生成相对于图像外观特征的图像外观的变化与对应的图像外观特征控制参数的值的变化之间的相关性；
-对于每个图像外观特征，生成图像外观特征控制参数的值与定义所述图像外观特征控制参数的所述标准工作流设置参数的组合的所述标准工作流设置参数的值之间的相关性。
根据上述实施例，图像外观特征是个体化的，其可能是用户感兴趣的，并且这些特征中的每一个已经与图像外观特征控制参数明确相关，图像外观特征控制参数的变化直接影响与其相关联的图像外观特征。通过控制该唯一参数，自动设置具有与图像外观特征控制参数相关联的图像外观特征的影响的标准工作流设置参数的对应的值，而无需操作者深入了解成像过程和系统工作流的基本机制。
根据进一步的改进，用于生成图像外观控制终端用户接口的方法还包括：确定图像外观特征，该图像特征控制参数是超声系统的标准工作流设置参数的相同组合的函数；并且将所述图像外观特征控制参数耦合到影响所述图像外观特征的单个图像特征控制参数。
根据可以与先前的一个或多个组合提供的又一个特征，用于生成图像外观控制终端用户接口的方法还包括以下步骤：为每个控制参数分配用户可操作的控制输入机构，用于根据图像外观特征的期望设置来设置对应的图像外观特征控制参数的值，所述控制输入机构具有两个极端位置，每个极端位置与由标准工作流设置参数的相同组合定义的两个图像外观特征之一相关，并且所述图像外观特征彼此互补，使得在一个端位置处，所述两个图像外观特征的第一个占优势，并且在相反的端位置，所述两个图像外观特征中的第二个占优势，并且在控制输入机构的中间位置生成两个图像外观特征的组合，所述组合根据两个极端位置之间的控制输入机构之间位置具有所述图像外观特征的不同的比率。
根据本文的另一个实施例，定义图像外观特征控制参数的组合的每个标准工作流设置参数通过对于每个所述组合的所述标准工作流设置参数的每个可以是不同的函数与所述图像外观特征控制参数相关。
根据本文的另一实施例，所述函数可以是所述标准工作流设置参数的实验或经验确定的值与对应的图像外观特征控制参数之间的最佳拟合曲线。
仍然根据另一实施例，用于生成图像外观控制终端用户接口的方法包括以下步骤：
-生成标准设置参数的多维空间，其具有与不同标准设置参数的数量相对应的维度的数量；
-所述多维空间由所述标准设定参数的值的对应多维数据阵列以及所述值相对于不同图像外观特征的组合定义；
-将每个图像外观特征控制参数定义为包含在所述多维空间中的子空间，所述子空间具有减少的维度，每个维度对应于图像外观特征控制参数；
-所述子空间由影响与图像特征控制参数相关联的图像特征外观的标准工作流设置参数的组合确定，并且包括所述多维阵列的子阵列，所述子阵列包括影响与图像特征控制参数相关联的图像特征外观的标准工作流设置参数的组合的所述标准工作流设置参数的值。
将在以下对本发明的一些实施例的详细描述中描述进一步的改进和相关的优点。
附图说明
图1a示出了根据实施例的超声系统的框图。
图1b示出了根据实施例的超声系统的框图。
图2是示出根据本发明实施例的用于生成图像外观特征控制用户接口的步骤的流图(fluxdiagram)。
图3示出了流图，示出了用于当用户改变所述标准工作流设置参数的值时，用于生成将图像外观特征控制参数与标准工作流设置参数相关联的新函数的步骤。
图4示出了根据本发明实施例的三个图像外观特征控制参数与标准工作流设置参数之间的关系的示例。
图5示意性地示出了当从标准调谐到当前调谐方法时影响图像外观的参数的多维空间的维度的减小。
图6a至6c分别根据将图像外观特征控制参数的值和影响与控制参数相关的图像外观特征的外观的对应标准工作流设置参数的值相关联的第一函数、根据与图像外观特征控制参数的值对应的标准工作流设置参数的修改值和根据描述所述关系的修改的新函数，示出了其组合定义图像外观特征控制参数的图像外观特征控制参数和标准工作流设置参数之间的关系。
图6d以与图6a至6c类似的方式示出了图像外观特征控制参数和标准工作流设置参数之间的函数关系。
图7a至7d示出了根据本发明的图像外观特征控制用户接口的输入控制机构的不同实施例。
图8示出了根据替选实施例形成的超声系统的框图。
图9示出了数字前端板的一部分的框图。
图10示出了数字处理板的框图。
具体实施方式
虽然描述了多个实施例，但是从以下详细描述和附图中，所描述主题的其他实施例对于本领域技术人员将变得显而易见，所述附图示出并描述了所公开的发明主题的说明性实施例。如将认识到的，本发明的主题能够在各个方面进行修改，所有这些都不脱离所描述的主题的精神和范围。因此，附图和详细描述本质上被认为是说明性的而非限制性的。
图1a示出了根据本文的实施例实现的超声系统的高级框图。可以用专用硬件、模拟和/或数字电路和/或操作存储在存储器中的程序指令的一个或多个处理器来实现系统的一些部分(由各种功能块定义)。另外或替代地，可以利用数字组件、数字信号处理器(dsp)和/或现场可编程门阵列(fpga)等来实现系统的全部或部分。可以用专用硬件(dps、fpga、存储器)和/或用一个或多个处理器以软件实现图1中所示的块/模块。
图1的超声系统包括一个或多个超声探测器101。探测器101可包括各种换能器阵列配置，例如一维阵列、二维阵列、线性阵列和凸阵列等。可以管理阵列的换能器以作为1d阵列、1.25d阵列、1.5d阵列、1.75d阵列、2d阵列、3d阵列、4d阵列等操作。
超声探测器101通过有线或无线链路耦合到波束形成器103。波束形成器103包括发射(tx)波束形成器和接收(rx)波束形成器，它们由tx/rx波束形成器103共同表示。可以一起或分开实现tx波束形成器的tx部分和rx部分。波束形成器103将发射信号提供给探测器101，并执行由探测器101接收的“回波”接收信号的波束形成。
tx波形发生器102耦合到波束形成器103并且生成从波束形成器103提供到探测器101的发射信号。发射信号可以表示各种类型的超声tx信号，例如与b模式成像、多普勒成像、彩色多普勒成像、脉冲反转发射技术、基于对比度的成像和m模式成像等结合使用的信号。另外或替代地，发射信号可包括单线或多线发射和剪切波发射信号等。
波束形成器103执行发射波束的波束形成，以便沿着覆盖整个roi的不同相邻视线逐渐聚焦发射波束。波束形成器还对接收到的回波信号执行波束形成，以形成与分布在感兴趣区域上的像素位置相关的波束形成的回波信号。例如，根据某些实施例，换能器元件产生提供给波束形成器的原始模拟接收信号。波束形成器调整延迟以沿着一个或多个选择接收波束以及在感兴趣区域(roi)内的一个或多个选择深度处聚焦接收信号。波束形成器调整接收信号的加权以获得所需的切趾和轮廓。波束形成器对来自探测器的各个对应换能器的接收信号应用权重和延迟。然后对延迟的加权接收信号求和以形成相干接收信号。
波束形成器103包括(或耦合到)a/d转换器124，a/d转换器124以选定的采样率数字化接收信号。可以在产生相干接收信号的求和操作之前或之后执行数字化处理。
可选地，专用定序器/定时控制器110可以被编程为管理获取定时，该获取定时可以被概括为针对roi中的选择反射点/目标的一系列发射。定序器控制器110与发送超声波束和测量沿着视线的各个los位置处的图像像素相关地管理tx/rx波束形成器103的操作。定序器控制器110还管理接收信号的集合。
一个或多个处理器106执行如本文所述的各种处理操作。
根据本文的实施例，波束形成器103包括输出，该输出被配置为耦合到超声探测器101并且将信号发送到探测器101的换能器元件。
根据本文的实施例，定序器110控制波束形成器以便生成和发送多个发射波束。
根据本文的实施例，波束形成器103包括输入，该输入被配置为耦合到超声探测器101并从超声探测器101的换能器接收信号。存储器105存储时间延迟以对准通过探测器101的阵列的换能器从roi中的反射器所接收的反射信号的贡献。存储器105还存储相位校正，以校正每个换能器元件的接收信号贡献的相位差。
延迟/相位校正(dpc)模块104耦合到存储器105并向波束形成器103提供各种延迟和校正。例如，dpc模块104指示波束形成器103将时间延迟和相位校正应用于接收信号以形成延迟的接收信号。然后，波束形成器103以相干方式对延迟的接收信号求和，以获得与反射点或反射目标有关的相干接收信号。
可选地，存储器105可以存储与多个通道相关的公共相移校正。在沿公共接收线位置接收多个接收信号的情况下，但是由于一定数量的不同发射波束，可以与各种对应通道相关地存储不同的相移校正，每个发射波束具有横向偏移的发射中心线和包含接收线位置的孔径或宽度。存储器105还可以存储权重，例如切趾权重和/或rtb权重。
如本文所解释的，波束形成器103(电路)被配置为同时向来自反射点的每个换能器元件的每个接收信号贡献应用波束形成聚焦延迟和相移均衡延迟，即所谓的rtb延迟。所述波束形成聚焦延迟是基于当从反射点行进到所述换能器元件时所述信号贡献对换能器元件的到达时间来计算的，并且所述相移均衡延迟是根据到达反射点的波前相对于到达相同反射点并且是相互横向偏移的另外的发射光束的波前的相位的相位差来确定的。
可选地，存储器105可以存储预先计算的表，其中，预先计算的表包括接收信号相对于预定反射点的实际到达时间。可选地，处理器106可以被配置为计算接收信号相对于预定反射点的实际到达时间。可选地，存储器105可以存储预先计算的表，其中，预先计算的表包括预先计算的相移均衡延迟，其与波束形成聚焦延迟同时应用于沿着特定视线的接收线或者从相对于所述接收线位置不同地横向移位的一定数量的发射波束导出的某个接收线位置的接收信号，通过设置所述发射波束的特定孔径或横向宽度来设置所述发射波束的数量。可选地，存储器105可以存储所述相移均衡延迟的预先计算的表，所述相移延迟均衡延迟是针对不同发射波束孔径或宽度中的一个或多个预先计算的。
可选地，处理器106可以被配置为针对不同发射波束孔径或宽度中的一个或多个计算所述相移均衡延迟。
可选地，波束形成器103电路还可以包括加法器单元，用于为从每个反射点导出的接收信号贡献添加波束形成延迟和相移均衡延迟(rtb延迟)。
根据某些实施例，可以由处理器106(例如，结合软件rtb波束形成)实现波束形成过程的至少一部分。例如，存储器105可以存储波束形成相关的程序指令，其由处理器106实现以同时将波束形成延迟和相移均衡延迟应用于接收信号。
处理器106和/或cpu112还执行传统的超声操作。例如，处理器106执行b/w模块以生成b模式图像。处理器106和/或cpu112执行多普勒模块以生成多普勒图像。处理器执行彩色流模块(cfm)以生成彩色流图像。处理器106和/或cpu112可以实现另外的超声成像和测量操作。可选地，处理器106和/或cpu112可以过滤第一和第二位移以消除与运动相关的伪像。
图像扫描转换器107对图像像素执行扫描转换，以转换来自超声波获取信号路径(例如，波束形成器等)的坐标系和显示器的坐标系的图像像素的格式。例如，扫描转换器107可以将图像像素从极坐标转换为图像帧的笛卡尔坐标。
电影(cine)存储器108随时间存储图像帧的集合。可以以极坐标、笛卡尔坐标或另一坐标系格式化存储图像帧。
图像显示器109显示各种超声信息，例如根据本文的实施例测量的图像帧和信息。显示器109以所示感兴趣区域显示超声图像。
控制cpu模块112被配置为执行各种任务，诸如实现用户/接口和整体系统配置/控制。在完全软件实现超声信号路径的情况下，处理节点通常还承载控制cpu的功能。
提供电源电路111以向各种电路、模块、处理器和存储器组件等供电。电源111可以是交流电源和/或电池电源(例如，与便携式操作有关)。
用户输入数据接口124设置有用于选择和设置超声系统的不同工作或配置选项的控件。根据本发明的实施例，用户接口具有标准接口，该标准接口包括用于由操作者/用户设置标准工作流设置参数以影响系统的图像输出的机构154。
用户接口114还设置有图像外观特征控制接口，其包括用于设置所述参数的控制机构134。
根据实施例可以交替地或组合地激活标准工作流设置参数控制接口154和图像外观特征控制参数接口134。
在存储器144中，以数据暂停(tarry)或查找表或者通过对于与图像外观特征控制参数关联的图像外观特征具有影响的一个或多个标准工作流设置参数的组合来定义每个图像特征控制参数的函数的形式存储数据库。
当操作图像外观特征控制参数的输入控制机构以改变图像中的相关图像外观特征的条件时，cpu112或用于控制接口的专用处理器读取由输入控制机构134设置的图像外观特征控制参数的输入值。基于图像外观特征控制参数的该值，cpu112或专用处理器(未示出)通过使用存储在存储器144中的数据库或查找表或函数确定对与设置图像外观特征控制参数所需者对应的图像的图像外观特征提供影响的标准工作流设置参数的对应的值。然后，这些值被自动设置并馈送到系统，例如，处理器106。
通过分析图像外观特征并将一个控制参数分配给所述特征来个体化每个图像外观特征控制参数。此外，所述图像外观特征控制参数与影响与图像外观特征控制参数相关联的图像外观特征的标准工作流设置参数的组合明确相关。
作为进一步的改进，一些图像特征可以是互补的，并且可以受到标准工作流设置参数的相同组合的影响。在这种情况下，耦合图像外观特征，并且单个图像外观特征控制参数被分配给两个互补图像外观特征。
图1b示出了根据本发明的超声系统的进一步高级框图。类似于图1a的实施例，探测器101被驱动以通过超声接收和发射单元160发射和接收超声信号。超声波束接收和发射单元160负责产生驱动探测器以发射超声波束的信号，根据不同的成像技术应用聚焦延迟，根据不同的译码技术或啁啾技术调制具有不同功能的信号，以及选择超声发射波束的频率。
关于所接收的信号，单元160负责根据不同的技术、切趾权重、相移校正来应用聚焦延迟，以用于根据不同的成像技术对接收信号进行编码、解调、相干求和滤波。
在图像数据生成单元中进一步处理由单元160处理的信号，其中，从接收的信号中提取图像数据，此外，在单元180中，从提取的图像数据重建图像并准备在屏幕、打印机或其他设备上打印和/或被存储。
用户接口允许设置超声系统的不同操作参数，以根据不同的成像模式进行操作，并且用于影响与所选图像外观特征相关的图像外观。用户接口包括cpu190，其被配置为执行在程序中编码的用于管理用户接口的指令。在存储器192中，为不同的图像外观特征存储图像外观特征控制参数。在另外的存储器193中，存储每个图像外观特征控制参数与对图像外观特征控制参数相关联的图像外观特征具有影响的一个或多个标准工作流设置参数之间的相关数据。该相关数据可以是将图像外观特征控制参数的值与影响与图像外观特征控制参数相关联的图像外观特征的每个标准工作流设置参数的值相关联的函数的形式。或者，所述相关数据可以是数据库或查找表的形式。
gpu191或可选地相同的cpu190执行在程序中编码的指令，用于管理图像外观特征控制参数输入接口194。该接口194通过输入一个或多个图像外观特征控制参数的值提供机构。这些机构可以替选地是：物理控件，通过手动操作的机械、电动或电子控件诸如光标或旋钮等，或虚拟控制机构，它们在显示屏上显示并且可以由鼠标或类似设备操作或在屏幕是触摸屏的情况下直接由用户的手操作。
或者或并行地，gpu管理标准工作流设置参数的输入接口195，其具有与根据上面描述的一个或多个不同实施例的接口194的图像外观特征控制参数的控制机构类似的控制机构。
基于用于图像外观特征控制参数的输入接口194的输入值，gpu191读取输入数据并将这些数据发送到cpu190。cpu190通过读取存储器193中的相关数据来确定定义图像外观特征控制参数的这些参数的组合的每个标准工作流设置参数的值，并通过连接到负责执行受所述标准工作流设置参数影响的过程的不同单元160、170和180的单元196自动设置所述标准工作流设置参数值。
根据图4和5的非限制性特定实施例，个体化图像外观特征在左框401、402、403中指示为互补图像外观特征的三种不同组合：
穿透-分辨率
速度-细节
平滑-对比度
每对的特征是图像外观的对立特征，其由标准工作流设置参数的相同组合确定，如在左框410中由标准工作流设置参数411、412、413的子组指示的那样。每个子组的标准工作流设置参数是对对应的一对图像外观特征的图像外观特征有影响的参数。根据图4的特定实施例，与三对图像外观特征相关的标准工作流设置参数410的特定组合是：
-穿透-分辨率比率图像外观特征控制参数是以下标准工作流设置参数的函数：频率，发射脉冲数量；
-速度-细节比率图像外观特征控制参数是以下标准工作流设置参数的函数：图像视野，持久性，线密度，视线数和xview细节；
-平滑-对比度比率图像外观特征控制参数是以下标准工作流设置参数的函数：动态压缩，动态范围，增强，灰度图设置，mview设置，xview平衡，xview平滑，xview增强。
必须理解的是，通过从标准调谐接口传递到新调谐接口，要控制的不同参数的数量已从15个减少到仅3个参数。此外，图像外观特征控制参数的定义设置参数的值和与对应的外观特征相关的图像外观的条件之间的直接关系。根据定义，不同的是，标准工作流设置参数与成像系统和过程的物理参数直接相关，并且与图像外观没有直接关系，因此对超声系统的物理学有深入的了解的非技术人员将难以确定要改变哪些参数以获得特定的图像外观效果，并且在许多情况下，存在下述可能性：尽管可能或多或少地获得了期望的图像外观，但是这已经通过使用对图像质量有害或导致与信息内容有关的坏图像的标准工作流设置参数的设置的组合来实现。
图5以图形方式示出了图4的概念。从设置参数的多维空间开始，图像外观调整的空间已减少到三维，每个维度唯一地与互补图像特征的组合相关，并且对应于与压轴图像中的图像特征外观直接相关的图像外观特征控制参数。
标准工作流设置参数和与图像外观特征控制参数的每个值相关联的所述参数的值是工厂预定义的。
图2示出了表示根据本发明的用于生成图像控制用户接口的过程的实施例的步骤的流图。在步骤200，执行用户相关图像外观特征的分析，以个体化图像外观特征集。在步骤210，确定每个所述图像外观特征与一个或多个超声系统标准工作流设置参数的相关性。基于该结果，如步骤220所示，对于每个图像外观特征，图像外观特征控制参数被定义为所述标准工作流设置参数的一个或多个的组合的函数。在步骤230，依赖于分析以便确定是否存在互补的相关图像外观特征。一个主要判据是考虑是否存在不同的图像外观特征，其图像外观特征控制参数取决于标准工作流设置参数的相同组合。在肯定的情况下，在步骤240，通过分配共同的图像外观特征控制参数来提供这些特征的耦合，该参数确定来自在其中提供两个特征的组合的中间条件中其中一个特征比另一个占优势的一个极端条件的两个图像外观特征的组合的比例。提供两种特征组合的条件。在步骤240之后或者如果不需要耦合步骤，则通过步骤250继续该过程。在该步骤，对于每个图像特征，已定义在预定义的值范围内的图像外观特征控制参数的值与图像外观特征的该条件之间的函数关系。在随后的步骤260中，对于每个图像特征，在预定义的值范围内的图像外观特征控制参数的值与引起与所述图像特征控制参数值相关的图像外观特征的条件的标准工作流设置参数的组合的值之间定义函数关系。为了呈现接口，操作步骤270提供将用户可操作的控制输入机构分配给每个控制参数，用于根据图像外观特征的期望设置来设置对应的图像外观特征控制参数的值。在步骤280，图像外观特征控制参数自动链接到标准工作流设置参数的组合，使得控制输入机构进行的图像特征控制参数的值的变化自动确定表示与图像外观特征的期望的设置相对应的所述图像外观特征控制参数的标准工作流设置参数的组合的标准工作流设置参数的变化。
根据图6d的实施例示出了与图像外观特征平滑-对比度相关联的图像外观特征控制参数与控制图像外观特征平滑-对比度并且定义图像外观特征控制参数的标准工作流设置参数之间的关系。
在图的左侧，图像外观控制参数和每个标准工作流设置参数之间的函数关系的实施例具有数据库或查找表的形式。第一行定义了三列，其表示图像外观特征的三个条件为平滑、默认和对比度。每列的每一行都与标准工作流设置参数相关，并给出其对应的值。
在该简化表中，以数值标度通过对应于所述参数的三个不同数值的三个条件平滑、默认和对比度汇总图像特征控制参数的值。在替选实施例中，第一行可以针对多于所述三个条件中的三个条件指示图像外观特征控制参数的数值。
图6d的右侧示出了变型实施例，其中，通过函数针对每个标准工作流成像参数独立地定义每个标准工作流设置参数和图像外观特征控制参数之间的关系。图6d的示例限于两个标准工作流设置参数动态范围和xview-平滑。必须注意的是，每个函数都是不同的。
必须注意的是，根据上述实施例，当执行一个图像外观特征控制参数的值的变化以便获得相对于对应外观特征的图像外观的变化时，定义所述图像外观特征控制参数的组合的每个标准工作流设置参数的值每一个根据描述标准工作流设置参数和图像外观特征控制参数之间的关系的特定函数或数据库独立地变化。这意味着为图像外观特征控制参数的每个值确定标准工作流设置参数的值的组合，使得选择与所请求的图像外观特征变化兼容的单个标准工作流设置参数的最佳设置，从而避免了可以获得类似图像外观结果但对应于标准工作流设置参数相对于图像的其他定性特征的非有利或有害设置的组合。
可以通过近似经验数据或实验数据来数值地确定函数，并且函数被工厂定义为数据库或查找表并存储在超声系统的存储器中。
图3是根据图1a和1b的本发明的实施例的流图，其包括用于直接控制标准工作流设置参数的用户接口和用于控制图像外观特征控制参数的用户接口。这两个接口可以并行激活，并且用户可以交替地操作以控制一个或多个图像外观特征控制参数和一个或多个标准工作流设置参数，从而从一个图像界面跳到另一个图像界面。
根据实施例，可以通过改变与由数据库或查找表或由定义标准工作流设置参数与图像外观特征控制参数之间的关系的函数设置的值相关的所述标准工作流设置参数的一个或多个值来执行对标准工作流设置参数的操作。
图3示出了这些过程的实施例的步骤。在步骤300，对于描述图像外观特征控制参数的组合的每个标准工作流设置参数，定义一个函数，该函数将所述参数的预定义值范围内的图像外观特征控制参数的值与在预定义范围内的每个所述标准工作流设置参数的值相关联。通常，该函数是数据库或查找表的形式，但是可以通过经验或实验确定的数据的近似来数值地确定函数，该数据包括与图像外观特征控制参数的值相关的标准工作流设置参数的值。在步骤310，选择在所述参数的值范围内的图像外观特征控制参数的值。
在320跳转到用于直接控制标准工作流设置参数的用户接口，至少选择定义所述图像外观特征控制参数的组合的标准工作流设置参数，如330所示。在步骤340，相对于由所述函数设置的值进行修改定义所述图像外观特征控制参数的组合的所选择的至少一个标准工作流设置参数的值。在步骤360，分析所述修改值相对于将所述标准工作流设置参数的值与图像外观特征控制参数的值相关的函数的连续性不连续性。如果修改值相对于先前的值和由函数定义的其他值的距离克服了某个阈值，则可以确定不连续性。如果不是这种情况，则执行步骤350，并通过用修改的值改变原始值来维持原始函数。如果认为修改的值是不连续性，则执行步骤370。在该步骤中，计算将在所述参数的值的预定义范围内的图像外观特征控制参数的值与预定范围内的每个所述标准工作流设置参数的值相关联的修改函数。可以应用几种替代算法来计算该新函数。根据实施例，应用抛物线系数方法来计算新函数。根据实施例，所述新函数被设置为在预定范围的端点处和所选标准工作流参数的修改值处通过。一旦在步骤380确定了可以是数据库或查找表或者作为数值计算的函数的形式的所述新函数，根据本实施例，用在先前步骤370中定义的新函数代替关联在所述参数的预定义值范围内的图像外观特征控制参数的值和在预定范围内的每个所述标准工作流设置参数的值的原始函数。
图6a至6c示出了该方法的上述一般实施例的具体示例。在左侧，图6a以查找表的形式示出了图像外观特征控制参数的值的函数关系，其在这种情况下是平滑-对比度比率参数。数据以图形方式表示在图6a的右侧。可以在数值上确定近似于由图的点定义的路径的函数。图像外观特征控制参数平滑-对比度的每个值对应于标准工作流设置参数的值的不同组合。
图6b示出了对应于10的平滑-对比度参数的值的动态范围标准工作流设置参数的值的变化。该值从13(图6a)变为7(图6b)。在右侧，这种情况在图中表示。这种不连续性可以立即被识别。动态范围的新值远离所述参数的其余值。
在图6c中，这种情况被清楚地突出显示，表示出了参数平滑-对比度的值以及对应于平滑-对比度参数的值10的在从13到7的值的变化之前和之后的动态范围参数的对应的值。在右手图形再现中，在根据后面的列近似于参数动态范围的新值集合并且包括从13到7的修改后的值的新函数n旁边示出近似于参数平滑-对比度的值和动态范围之间的原始关系的函数o。新函数修改了在图形的两个端点以及动态范围参数的新设置值7之间的所有值。已经使用抛物线系数的方法近似了这个新函数。
图是表示图6a至6c的步骤的流图
图7a至7d示出了控制输入机构的不同实施例，用于设置特别是与图4的实施例的图像外观特征的选择有关的图像外观特征控制参数。在图7a的第一实施例中，输入控制机构具有光标或滑块700的形式。为图像外观特征控制参数所关联的每个所选图像外观特征提供单独的光标或滑块。
在图7b的实施例中，输入控制机构710是可以旋转的旋钮的形式。在图7c的实施例中，输入控制机构是操纵杆720的形式，其在一个机构中组合用于不同的图像外观特征控制参数的不同的控制机构。根据箭头，操纵杆的前向后向运动控制平滑-对比度图像外观特征，左右运动控制速度/细节图像外观特征。可以提供另一个旋钮，其通过压力将光束频率从基本值改变到其他值。
上述输入控制机构具有手动操作的物理对象的形式，但是它们可以由屏幕上的对应图标表示的虚拟对象代替。这是图7d中所示的gui的情况。这里示出了三个滑块输入控制机构，其尽管有不同的美学样子但是是图7a的滑块的虚拟表示。如果使用普通屏幕，则可以通过使用轨迹球或鼠标或类似的输入设备通过点击滑块光标730并通过鼠标或轨迹球运动来移动它来操作滑块设置。在触摸屏界面的情况下，可以通过屏幕上的手指触摸来激活和移动滑块光标730。
或者，可以通过点击或轻敲如图7d中的740所示的每个滑块两端的箭头来移动滑块光标730。
图8示出了根据替选实施例形成的超声系统的框图。图8的系统实现了结合各种实施例在此描述的操作。举例来说，系统内的一个或多个电路/处理器实现结合附图所示和/或本文描述的任何过程的操作。该系统包括探测器互连板802，探测器互连板802包括一个或多个探测器连接端口804。连接端口804可以支持各种数量的信号通道(例如，128、192、256等)。连接器端口804可以被配置为用于不同类型的探测器阵列(例如，相控阵列，线性阵列，弯曲阵列，1d，1.25d，1.5d，1.75d，2d阵列等)。探测器可以配置用于不同类型的应用，例如腹部、心脏、产科、妇科、泌尿和脑血管检查和乳房检查等。
连接端口804中的一个或多个可以支持2d图像数据的获取，并且/或者连接端口804中的一个或多个可以支持3d图像数据。仅作为示例，可以通过探测器的物理移动(例如，机械扫描或医师移动)和/或通过电或机械地操纵换能器阵列的探测器来获取3d图像数据。
探测器互连板(pib)802包括切换电路806以在连接端口804之间进行选择。可以基于用户输入来手动管理切换电路806。例如，用户可以通过选择系统上的按钮、开关或其他输入来指定连接端口804。可选地，用户可以通过系统上的用户接口输入选择来选择连接端口804。
可选地，响应于检测到探测器的配合连接的存在，切换电路806可以自动切换到连接端口804中的一个。例如，切换电路806可以接收“连接”信号，该“连接”信号指示探测器已经连接到所选择的一个连接端口804。当耦合到连接端口804时，当最初向探测器供电时，探测器可以生成连接信号。另外或替代地，每个连接端口804可以包括传感器805，其检测探测器的电缆上的配合连接何时已经与对应的连接端口804互连。传感器805向切换电路806提供信号，并且响应于此，切换电路806将对应的连接端口804耦合到pib输出808。可选地，传感器805可以被构造为具有在连接端口804处提供的触点的电路。当没有配合连接器连接到对应的连接端口804时电路保持打开。当探测器的配合连接器连接到连接端口804时，电路闭合。
控制线824在探测器互连板802和数字处理板824之间传送控制信号。电源线836从电源840向系统的各种组件提供电力，包括但不限于探测器互连板(pib)802、数字前端板(dfb)810、数字处理板(dpb)826、主处理板(mpb)844和用户接口控制板(uicb)846。临时控制总线838互连电源840和板802、810、826、844和846，并在电源840和板802、810、826、844和846之间提供临时控制信号。电源840包括要耦合到外部ac电源的电缆。可选地，电源840可以包括一个或多个电力存储设备(例如电池)，其在ac电源被中断或断开时提供电力。电源840包括控制器842，其管理包括存储设备的操作的电源840的操作。
另外或替代地，电源840可以包括替代电源，例如太阳能电池板等。一个或多个风扇843耦合到电源740并由控制器842管理以基于整个系统内的各种电路板和电子组件的操作参数(例如温度)来打开和关闭(例如，以防止各种电子产品过热)。
数字前端板810提供去往和来自连接到探测器互连板802的探测器的模拟接口。dfb810还提供脉冲或控制和驱动信号，管理模拟增益，包括与每个接收通道连接的模数转换器，提供发射波束形成管理和接收波束形成管理和矢量合成(与接收操作期间的聚焦相关)。
数字前端板810包括发射驱动器电路812，其产生发射信号，该发射信号通过对应的通道传递到与超声发射点火操作相关的对应的换能器。发射驱动器电路812为每个驱动信号提供脉冲或控制，并发射波束形成管理以将点火操作引导到感兴趣区域内的感兴趣点。举例来说，可以结合每个单独的通道提供单独的发射驱动器电路812，或者可以利用公共发射驱动器电路812来驱动多个通道。发射驱动器电路812协作以将发射波束聚焦到感兴趣区域内的一个或多个选择点。发射驱动器电路812可以实现单线发射、编码点火序列、多线发射器操作、产生诱导超声波束的剪切波以及其他形式的超声传输技术。
数字前端板810包括接收波束形成器电路814，其接收回波/接收信号并对其执行各种模拟和数字处理，以及接收相移、时间延迟和与波束形成相关的其他操作。波束形成器电路814可以实现各种类型的波束形成，例如单线获取、多线获取以及其他超声波束形成技术。
数字前端板816包括连续波多普勒处理电路816，其被配置为对接收到的回波信号执行连续波多普勒处理。可选地，连续波多普勒电路816还可以生成连续波多普勒发射信号。
数字前端板810通过各种总线和控制线例如控制线822、同步线820和一条或多条数据总线818耦合到数字处理板826。控制线822和同步线820将控制信息和数据以及同步信号提供给发射驱动电路812、接收波束形成电路814和连续波多普勒电路816。数据总线818将来自数字前端板810的rf超声数据传送到数字处理板826。可选地，数字前端板810可以将rf超声数据转换为i、q数据对，其然后被传递到数字处理板826。
数字处理板826包括rf和成像模块828、彩色流处理模块830、rf处理和多普勒模块832以及pci链路模块834。数字处理板826执行rf滤波和处理、黑白图像信息的处理、与彩色流相关的处理、多普勒模式处理(例如，与轮询和连续波多普勒相关)。数字处理板826还提供图像滤波(例如，散斑减少)和扫描仪定时控制。数字处理板826可以包括基于由系统提供的超声图像处理功能的其他模块。
模块828-834包括一个或多个处理器、dsp和/或fpga以及存储程序指令以指导处理器、dsp和/或fpga执行各种超声图像处理操作的存储器。rf和成像模块828执行各种超声相关成像，例如rf数据的b模式相关图像处理。rf处理和多普勒模块832将输入的rf数据转换为i、q数据对，并对i、q数据对执行多普勒相关处理。可选地，成像模块728可以对i、q数据对执行b模式相关的图像处理。cfm处理模块830对超声rf数据和/或i、q数据对执行彩色流相关的图像处理。pci链路834管理在数字处理板826和主处理板844之间通过pciexpress总线848传输超声数据、控制数据和其他信息。
主处理板844包括存储器850(例如，串行ata固态设备、串行ata硬盘驱动器等)、包括一个或多个图形处理单元(gpu)的vga板852、一个或多个收发器860、一个或多个cpu852和存储器854。主处理板(也称为pc板)提供用户接口管理、扫描转换和电影回路管理。主处理板844可以连接到一个或多个外部设备，例如dvd播放器856以及一个或多个显示器858。主处理板包括通信接口，例如被配置为耦合到外围设备的一个或多个usb端口862和一个或多个端口864。主处理板844被配置为维持例如通过收发器860和/或通过网络连接，诸如(例如经由usb连接器862和/或外围连接器864)在无线链路上与各种类型的网络设备866和各种网络服务器868的通信。
网络设备866可以表示便携式或桌面设备，诸如智能电话、个人数字助理、平板设备、膝上型计算机、台式计算机、智能手表、ecg监视器和患者监视器等。主处理板844将超声图像、超声数据、患者数据和其他信息和内容传送到网络设备以呈现给用户。主处理板844从网络设备866接收输入、请求和数据输入等。
网络服务器868可以代表医疗网络的一部分，例如医院、医疗保健网络、第三方医疗保健服务提供商、医疗设备维护服务、医疗设备制造商和政府医疗保健服务等。到网络服务器868的通信链路可以是通过互联网、专用内联网、局域网和广域网等。
主处理板844经由通信链路870与用户接口控制板846连接。通信链路870在用户接口和主处理板844之间传送数据和信息。用户接口控制板846包括一个或多个处理器872、一个或多个音频/视频组件874(例如，扬声器、显示器等)。用户接口控制板846耦合到一个或多个用户接口输入/输出设备，例如lcd触摸板876、轨迹球878和键盘780等。处理器872管理lcd触摸板876的操作以及经由触摸板876、轨迹球878和键盘880收集用户输入，其中，这些用户输入与实现本文的实施例相关地被传送到主处理板844。
图9示出了根据本文的实施例形成的数字前端板810的一部分的框图。一组双工器902通过pib输出908接收各个通道的超声信号。基于所使用的探测类型沿标准处理电路905或向连续波处理电路912传递超声信号。当由标准处理电路905处理时，前置放大器和可变增益放大器904处理输入的超声接收信号，其然后被提供给执行抗混叠滤波的抗混叠滤波器906。
根据实施例，根据本发明的回顾性发射波束聚焦可以应用于由系统直接获取的rf数据或者根据不同的变换(例如，相位/正交(i/q)变换或类似者)应用于变换的数据。
在图9的实施例中，公开了rf数据的所述变换的示例。根据该示例，滤波器906的输出被提供给a/d转换器908，a/d转换器908将输入的模拟超声接收信号数字化。当利用连续波(cw)探测器时，将来自其的信号提供给连续波移相器、解调器和求和器910，其将模拟rf接收信号转换为i、q数据对。通过连续波处理电路912对cwi、q数据对求和、滤波和数字化。然后将来自标准或连续波处理电路905、912的输出传递到波束形成电路920，其利用一个或多个fpga来对输入的数字化接收信号进行滤波、延迟和求和，然后将rf数据传递到数字处理板926(图7)。fpga从存储器928接收聚焦数据。聚焦数据用于管理由fpga执行的与波束形成相关的滤波、延迟和求和操作。波束形成的rf或i/q数据在波束形成电路920之间传递并最终传递到数字处理板826。
数字前端板810还包括发射模块922，发射模块922向超声探测器的对应换能器提供发射驱动信号。波束形成电路920包括存储发射波形的存储器。发射模块922通过线924从波束形成电路920接收发射波形。
图10示出了根据本文的实施例实现的数字处理板826的框图。数字处理板826包括各种处理器1052-1059，以在保存在对应存储器(参见1062-1069)内的程序指令的控制下执行不同的操作。主控制器1050管理数字处理板826和处理器1052-1059的操作。作为示例，作为1052的一个或多个处理器可以执行滤波、调制、压缩和其他操作，而另一个处理器1053执行彩色流处理。主控制器提供探测器控制信号、定时控制信号和通信控制等。主控制器1050将与每个通道相关的实时配置信息和同步信号提供给数字前端板810。
应该清楚地理解，关于附图广泛描述和说明的各种布置和过程和/或这种布置的一个或多个单独的组件或元件和/或与这些过程相关联的一个或多个过程操作可以独立于本文描述和示出的一个或多个其他组件、元件和/或过程操作使用，或者与其一起使用。因此，尽管在此广泛地预期、描述和说明了各种布置和过程，但是应该理解，它们仅以说明性和非限制性的方式提供，并且还可以被视为仅仅是可能的其中一个或多个布置或过程可以起作用或操作的工作环境的示例。
这里参考附图描述了各方面，附图示出了根据各种示例实施例的示例方法、设备和程序产品。可以将这些程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备或信息处理设备的处理器以生产机器，使得通过设备的处理器执行的指令实现指定的功能/动作。程序指令还可以存储在设备可读介质中，该设备可读介质可以指示设备以特定方式运行，使得存储在设备可读介质中的指令产生包括实现指定的功能/动作的指令的制品。还可以将程序指令加载到设备上以使得在设备上执行一系列操作步骤以产生设备实现的过程，使得在设备上执行的指令提供用于实现指定的功能/动作的过程。
可以使用一个或多个处理器来执行以上结合方法描述的一个或多个操作。这里描述的系统中的不同设备可以代表一个或多个处理器，并且这些设备中的两个或更多个可以包括至少一个相同的处理器。在一个实施例中，这里描述的操作可以表示当一个或多个处理器(例如，本文描述的设备)执行存储在存储器中的程序指令(例如，存储在诸如计算机硬盘驱动器、rom或ram等的有形和非暂时性计算机可读存储介质上的软件)时执行的动作。
处理器可以执行存储在一个或多个存储元件中的指令集，以便处理数据。存储元件还可以根据需求或需要存储数据或其他信息。存储元件可以是控制器和控制器设备内的信息源或物理存储器元件的形式。该指令集可以包括指示控制器和控制器设备执行特定操作的各种命令，该特定操作例如是本文描述的主题的各种实施例的方法和过程。该指令集可以是软件程序的形式。该软件可以是各种形式，例如系统软件或应用软件。此外，软件可以是单独程序或模块的集合、较大程序内的程序模块或程序模块的一部分的形式。该软件还可以包括面向对象编程形式的模块化编程。处理机器对输入数据的处理可以是响应于用户命令，或者响应于先前处理的结果，或者响应于另一个处理机器做出的请求。
控制器可以包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，包括使用微控制器、精简指令集计算机(risc)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、逻辑电路和能够执行本文所述功能的任何其他电路或处理器的系统。当基于处理器时，控制器执行存储在存储器中的程序指令以执行对应的操作。另外或替代地，控制器和控制器设备可以表示可以实现为硬件的电路。以上示例仅是示例性的，因此不旨在以任何方式限制术语“控制器”的定义和/或含义。
可选地、可以通过一个或多个网络由网络服务器执行本文描述的过程的各方面。网络可以支持使用各种商业可用协议中的任何一种的通信，该协议例如是传输控制协议/互联网协议(“tcp/ip”)、用户数据报协议(“udp”)、在开放系统互连(“osi”)模型的各个层中操作的协议、文件传输协议(“ftp”)、通用即插即用(“upnp”)、网络文件系统(“nfs”)、通用互联网文件系统(“cifs”)和appletalk。网络可以是例如局域网、广域网、虚拟专用网、互联网、内联网、外联网、公共交换电话网、红外网络、无线网络、卫星网络及其任何组合。
在利用web服务器的实施例中，web服务器可以运行各种服务器或中间层应用中的任何一种，包括超文本传输协议(“http”)服务器、ftp服务器、公共网关接口(“cgi”)服务器、数据服务器、java服务器、apache服务器和业务应用服务器。服务器还能够例如同样下述方式响应于来自用户设备的请求执行程序或脚本：执行一个或多个web应用，其可以被实现为以任何编程语言诸如
本文描述的实施例可以包括如上所述的各种数据存储和其他存储器和存储介质。这些可以驻留在各种位置，例如在一个或多个计算机本地(和/或驻留在其中)的存储介质上或者通过网络远离任何或所有计算机。在一组特定实施例中，信息可以驻留在本领域技术人员熟悉的存储区域网络(“san”)中。类似地、可以适当地本地和/或远程存储用于执行归属于计算机、服务器或其他网络设备的功能的任何必要文件。在系统包括计算机化设备的情况下，每个这样的设备可以包括可以通过总线电耦合的硬件元件，这些元件包括例如至少一个中央处理单元(“cpu”或“处理器”)、至少一个输入设备(例如，鼠标、键盘、控制器、触摸屏或小键盘)和至少一个输出设备(例如，显示设备、打印机或扬声器)。这样的系统还可以包括一个或多个存储设备，例如磁盘驱动器、光存储设备和固态存储设备(例如随机存取存储器(“ram”)或只读存储器(“rom”))以及可移动媒体设备、存储卡、闪存卡等。
这样的设备还可以包括计算机可读存储介质读取器、通信设备(例如，调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信设备等)和如上所述的工作存储器。计算机可读存储介质读取器可以与计算机可读存储介质连接，或者被配置为接收计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质表示远程、本地、固定和/或可移动存储设备以及用于临时和/或更永久地包含、存储、传输和检索计算机可读信息的存储介质。系统和各种设备通常还包括位于至少一个工作存储器设备内的许多软件应用、模块、服务或其他元件，包括操作系统和应用程序，例如客户端应用或web浏览器。应当理解，替选实施例可以具有相对于上述实施例的许多变型。例如，也可以使用定制硬件和/或可以在硬件、软件(包括便携式软件，例如小应用程序)或两者中实现特定元件。此外，可以采用与诸如网络输入/输出设备之类的其他计算设备的连接。
各种实施例还可包括在计算机可读介质上接收、发送或存储根据前述描述实现的指令和/或数据。用于包含代码或代码的一部分的存储介质和计算机可读介质可包括本领域已知或使用的任何适当的介质，包括存储介质和通信介质，例如但不限于以任何方法或技术实现以用于存储和/或传输信息的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据，该介质包括ram、rom、电可擦除可编程只读存储器(“eeprom”)、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器(“cd-rom”)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备或任何其他可以用于存储所需信息并且可以由系统设备访问的介质。基于本文提供的公开和教导，本领域普通技术人员将理解实现各种实施例的其他方式和/或方法。
因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的。然而，显而易见的是，在不脱离权利要求中所阐述的本发明的更广泛精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。
其他变化在本公开的精神内。因此，尽管所公开的技术易于进行各种修改和替换构造，但是其某些图示的实施例在附图中示出并且已在上面详细描述。然而，应该理解，并不意图将本发明限制于所公开的一个或多个特定形式，而是相反，其意图是涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、替代构造和等同物，如所附权利要求中所定义。
在描述所公开的实施例的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)使用术语“一(a/an)”和“该(the)”以及类似的指示物应被解释为涵盖单数和复数形式，除非本文另有说明或明确与上下文相矛盾。除非另有说明，否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应被解释为开放式术语(即，意味着“包括但不限于”)。术语“连接”，当未经修饰且指物理连接时，应被解释为部分或全部包含在内、附着或连接在一起，即使存在介入物。除非本文另有说明，否则本文中对数值范围的描述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的简写方法，并且每个单独的值并入本说明书中，如同其在本文中单独引用一样。除非另有说明或与上下文相矛盾，否则术语“集”(例如，“项目集”)或“子集”的使用应被解释为包括一个或多个成员的非空集合。此外，除非另有说明或与上下文矛盾，否则对应集的术语“子集”不一定表示对应集的真子集，但是子集和对应集可以相等。
除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文所述的过程的操作可以以任何合适的顺序进行。本文描述的过程(或其变体和/或组合)可以在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可以实现为在一个或多个处理器上集体执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件实现，或其组合。代码可以例如以包括可由一个或多个处理器执行的多个指令的计算机程序的形式存储在计算机可读存储介质上。计算机可读存储介质可以是非暂时性的。
本文描述了本公开的优选实施例发明人已知的用于实施本发明的最佳方式。在阅读前面的描述后，那些优选实施例的变化对于本领域普通技术人员来说可以变得显而易见。发明人期望熟练技术人员适当地采用这些变化，并且发明人意图以不同于本文具体描述的方式实施本公开的实施例。因此，本公开的范围包括适用法律所允许的所附权利要求中所述的主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则上述元素在其所有可能变型中的任何组合都被本公开的范围内涵盖。
本文引用的所有参考文献，包括出版物、专利申请和专利均通过引用并入本文，其程度如同每个参考文献被单独且具体地指出通过引用并入并且在本文中完整地阐述。
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