DE19505501A1

DE19505501A1 - Ultraschallabbildungssystem, das Linienspleißen und eine parallele Empfangsstrahlbildung verwendet

Info

Publication number: DE19505501A1
Application number: DE19505501A
Authority: DE
Inventors: Thomas J Hunt; Benjamin M Herrick; Kimberly K Robertson; Karl E Thiele; J Mark Ziel
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1994-06-06
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2015-02-18
Also published as: DE19505501C2; JPH07327991A; US5462057A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf medizinische Ultraschallab bildungssysteme und insbesondere auf medizinische Ultra schallabbildungssysteme, die Sendefokusspleißen und eine parallele Empfangsstrahlbildung verwenden, um eine hohe Bildqualität zu erreichen.

Bei einem Ultraschallabbildungssystem mit einem phasenge steuerten Array schließt ein Ultraschallwandler ein Array von Wandlerelementen ein. Das System schließt einen Mehrka nalsender und einen Mehrkanalempfänger ein, die über einen Sende/Empfangsschalter mit dem Wandler verbunden sind. Jeder Sendekanal bewirkt, daß ein ausgewähltes Wandlerarrayelement einen Ultraschallpuls auf ein abzubildendes Objekt, typi scherweise den menschlichen Körper, sendet. Die gesendete Ultraschallenergie wird entlang einer Sendeabtastlinie ge steuert und durch Anlegen geeigneter Verzögerungen an die Pulse, die von dem Wandlerarrayelement gesendet werden, fo kussiert, so daß sich die gesendete Energie konstruktiv bei einem erwünschten Fokalpunkt überlagert, um einen Sende strahl zu bilden. Ein Teil der gesendeten Ultraschallenergie wird durch verschiedene Strukturen und Gewebe in dem Körper zurück zu dem Wandlerarray reflektiert.

Das Steuern und Fokussieren der empfangenen Ultraschallener gie wird auf eine umgekehrte Art bewirkt. Die reflektierte Ultraschallenergie von einem Objekt oder einer Struktur kommt bei den Arrayelementen zu unterschiedlichen Zeitpunk ten an. Die empfangenen Signale werden verstärkt und in ge trennten Empfangskanälen verzögert und werden dann in einem Empfangsstrahlbildner summiert, um einen Empfangsstrahl zu bilden. Die Verzögerung für jeden Kanal ist derart ausge wählt, daß der Empfangsstrahl auf einen erwünschten Winkel gesteuert ist und auf eine erwünschte Tiefe fokussiert ist. Die Verzögerungen können dynamisch verändert werden, um den Strahl entlang einer Empfangsabtastlinie auf zunehmend zu nehmende Tiefe zu fokussieren, während die Ultraschallener gie empfangen wird. Die Ultraschallenergie wird entlang meh rerer Sendeabtastlinien in einer erwünschten Abtaststruktur, wie zum Beispiel einer Sektorabtastung, gesendet, und die empfangenen Signale werden verarbeitet, wie es oben be schrieben wurde, um ein Bild der interessierenden Region zu erzeugen.

Um die höchstmögliche Qualität eines Bildes zu erhalten, sollten sowohl der Sendestrahl als auch der Empfangsstrahl bei jedem Punkt in dem Bereich, der abgebildet wird, fokus siert sein. Die Zeit, die erforderlich ist, um ein Bild auf diese Art zu erhalten, wäre jedoch zu lang. Bei den meisten Systemen im Stand der Technik ist der Sendestrahl typischer weise auf eine einzelne Fokaltiefe fokussiert, und der Em pfangsstrahl ist lediglich azimutal, die Richtung senkrecht zu den Unterteilungen zwischen den Elementen des Wandler arrays, dynamisch fokussiert. Sowohl für den Sende- als auch für den Empfangsstrahl ist der Erhebungsfokus typischerweise durch eine Ultraschallinse hergestellt, die auf dem Wandler befestigt ist. Als ein Ergebnis ist der Sendestrahl bei Punkten, die vom Sendefokalpunkt entfernt angeordnet sind, außerhalb des Fokus, und der Empfangsstrahl ist in der Er hebungsrichtung außerhalb des Fokus, außer bei einem festen Fokalpunkt. Diese Faktoren bewirken, daß Abschnitte des Bil des, die von den Fokalpunkten beabstandet sind, in ihrer Qualität verschlechtert werden.

Die US-Anmeldung Seriennummer 08/006,084, eingereicht am 19. Januar 1993, die auf den Anmelder der vorliegenden An meldung übertragen ist, offenbart einen Ultraschallwandler mit Reihen und Spalten aus Wandlerelementen. Zwei oder mehr Sendestrahlen werden bei demselben Steuerwinkel gesendet, aber bei unterschiedlichen Fokaltiefen. Die empfangenen Si gnale in der Region jedes Sendefokalpunktes werden "zusam mengespleißt", um eine einzelne Empfangslinie bei jedem Steuerwinkel zu bilden. Die gesendeten Strahlen sind sowohl höhenmäßig als auch azimutal durch Aktivieren unterschied licher Öffnungen des Wandlers bei unterschiedlichen Fokal tiefen fokussiert. Nachdem die gespleißte Empfangslinie aus empfangenen Signalen aus Regionen, in denen die gesendeten Strahlen relativ fokussiert sind, besteht, wird die Bild qualität verbessert. Solange keine bestimmten Maßnahmen getroffen werden, wird jedoch die Rahmenrate der Ultra schallbilder (die Rate, mit der vollständige Bilder erzeugt werden) im Verhältnis zu der Anzahl der Strahlen, die bei jedem Steuerwinkel gesendet werden, erniedrigt. Für Ultra schallbilder bei kardiologischen Anwendungen werden Rahmen raten, die niedriger als etwa 30 Rahmen pro Sekunde sind, als unannehmbar betrachtet.

Ein Weg, um die Rate der Datenerfassung bei einem Ultra schallabbildungssystem zu erhöhen, besteht darin, zwei oder mehr unterschiedliche Empfangsstrahlen gleichzeitig zu er zeugen. Dies kann durch Reproduzieren der Strahlbildungs hardware für jeden zusätzlichen Strahl erreicht werden. Das US-Patent Nummer 4,622,634, das am 11. November 1986 erteilt wurde, offenbart ein Ultraschallabbildungssystem, bei dem Ultraschallsektoren, die gleichzeitig erhalten werden, se quenziell in einen Abtastumwandler eingegeben werden. Das US-Patent Nummer 4,926,872, das am 22. Mai 1990 erteilt wur de, offenbart ein Farbflußabbildungssystem, das eine paral lele Verarbeitung von Farbflußabtastlinien verwendet. Die parallele Verarbeitung von empfangenden Ultraschallinforma tionen ist im US-Patent Nummer 4,644,795, das am 24. Februar 1987 erteilt wurde, im US-Patent Nummer 4,790,320, das am 13. Dezember 1988 erteilt wurde, im US-Patent Nummer 5,027,821, das am 2. Juli 1991 erteilt wurde, im US-Patent Nummer 4,886,069, das am 12. Dezember 1989 erteilt wurde, im US-Patent Nummer 4,893,283, das am 9. Januar 1990 erteilt wurde, im US-Patent Nummer 5,121,361, das am 9. Juni 1992 erteilt wurde, und im US-Patent Nummer 4,252,026, das am 24. Februar 1988 erteilt wurde, offenbart.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ultra schallabbildungssystem und ein Verfahren zur Ultraschallab bildung zu schaffen, das die Rate der Datenerfassung in einem Ultraschallabbildungssystem erhöht.

Diese Aufgabe wird durch ein Ultraschallabbildungssystem nach Anspruch 1, Anspruch 6 und Anspruch 7, und durch ein Verfahren zur Ultraschallabbildung nach Anspruch 8 gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Ultraschallab bildungssystem ein Array von Ultraschallwandlerelementen, einen Sender zum Senden von Ultraschallenergie in eine in teressierende Region, wobei das Array eine Mehrzahl von Steuerwinkeln hat, und einem Empfänger zum Empfangen von Signalen, die durch das Array als Reaktion auf die Ul traschallechos erzeugt wird. Für jeden der Steuerwinkel sendet der Sender sequenziell Ultraschallenergie entlang einer Nahfeldsendeabtastlinie und entlang einer Fernfeldsen deabtastlinie bei unterschiedlichen Fokaltiefen. Der Empfän ger schließt eine Strahlbildungsanordnung ein, zum gleich zeitigen Empfangen von Signalen entlang einer ersten und einer zweiten Nahfeldempfangsabtastlinie als Reaktion auf Ultraschallenergie, die entlang der Nahfeldabtastlinie ge sendet wurde, und zum gleichzeitigen Empfangen von Signalen entlang einer ersten und einer zweiten Fernfeldempfangsab tastlinie als Reaktion auf Ultraschallenergie, die entlang der Fernfeldsendeabtastlinie gesendet wurde. Die erste Nah feldempfangsabtastlinie ist co-linear mit der ersten Fern feldempfangsabtastlinie, und die zweite Nahfeldempfangsab tastlinie ist co-linear mit der zweiten Fernfeldempfangsab tastlinie. Das Ultraschallabbildungssystem schließt ferner eine Einrichtung zum Spleißen der Signale ein, die entlang der ersten Nahfeldempfangsabtastlinie und der ersten Fern feldempfangsabtastlinie empfangen werden, um Signale zu er zeugen, die eine erste gespleißte Abtastlinie darstellen, und zum Spleißen der Signale, die entlang der zweiten Nah feldempfangsabtastlinie und der zweiten Fernfeldempfangsab tastlinie empfangen werden, um Signale zu erzeugen, die eine zweite gespleißte Abtastlinie darstellen. Die Signale, die die gespleißten Abtastlinien darstellen, werden verwendet, um ein Bild der interessierenden Region zu erzeugen. Als ein Ergebnis werden die Signale, die zwei gespleißte Abtastli nien darstellen, als Reaktion auf die Ultraschallenergie, die entlang der Nahfeld- und Fernfeldsendeabtastlinie bei jedem Steuerwinkel übertragen werden, bereitgestellt, und die Rahmenrate des Bildes wird durch das Senden der Ultra schallenergie entlang zweier Sendeabtastlinien bei jedem Steuerwinkel nicht verschlechtert.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schließt das Ul traschallwandlerelement zumindest zwei auswählbare Erhe bungsöffnungen ein. Bei diesem Ausführungsbeispiel schließt der Sender eine Einrichtung mit einer ersten Erhebungsöff nung zum Senden von Ultraschallenergie entlang der Nahfeld sendeabtastlinie, und mit einer zweiten Erhebungsöffnung, die größer ist als die erste Erhebungsöffnung, zum Senden von Ultraschallenergie entlang der Fernfeldabtastlinie ein. Der Empfänger schließt bevorzugterweise eine Einrichtung mit einer ersten Erhebungsöffnung zum Empfangen von Signalen entlang der ersten und der zweiten Nahfeldempfangsabtast linie und mit der zweiten Erhebungsöffnung zum Empfangen von Signalen entlang der ersten und zweiten Fernfeldempfangsab tastlinie ein. Folglich ist die Ultraschallenergie, die ent lang der Nahfeld- und Fernfeldsendeabtastlinien gesendet wird, sowohl azimutal als auch in der Höhe fokussiert.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung schließt der Emp fänger bevorzugterweise eine Einrichtung zum dynamischen Verändern des Empfangswinkels während des Empfangs der Ul traschallechos ein, um räumliche Veränderungen der gesende ten Ultraschallenergie zu kompensieren. Genauer gesagt wird jede der Empfangsabtastlinien von der zugeordneten Sendeab tastlinie in der Nähe der Fokaltiefe der zugeordneten Sende abtastlinie weggesteuert, um einen im wesentlichen konstan ten effektiven Empfangswinkel zu erzeugen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung schließt das Sy stem eine Einrichtung ein, um die Signale, die benachbarte gespleißte Abtastlinien darstellen, gewichtet zu mitteln, um gemittelte Abtastlinien bereitzustellen. Die gewichtete Mit telung von benachbarten, gespleißten Abtastlinien kompen siert Unterschiede in den parallelen Strahlbildungskanälen und gesendete Strahlverzerrungen in der interessierenden Re gion.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt ein Ultra schallabbildungssystem ein Array von Ultraschallwandlerele menten, einen Sender zum Senden von Ultraschallenergie in eine interessierende Region, wobei das Array eine Mehrzahl von Steuerwinkeln hat, und einen Empfänger zum Empfangen von Signalen, die durch das Array als Reaktion auf Ultraschall echos erzeugt werden. Für jeden der Steuerwinkel sendet der Sender die Ultraschallenergie entlang einer Sendeabtast linie. Der Empfänger schließt eine Strahlbildungsanordnung ein, um Signale entlang einer ersten und einer zweiten Emp fangsabtastlinie als Reaktion auf die Ultraschallenergie, die entlang der Sendeabtastlinie gesendet wird, gleichzeitig zu empfangen. Das Ultraschallabbildungssystem schließt ferner eine Einrichtung ein, um Signale, die entlang benach barter Empfangsabtastlinien empfangen werden, gewichtet zu mitteln, um gemittelte Empfangsabtastlinien bereitzustellen. Die Signale, die die gemittelten Empfangsabtastlinien dar stellen, werden verwendet, um ein Bild der interessierenden Region zu erzeugen.

Wiederum gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt ein Ultraschallabbildungssystem ein Array von Ultraschall wandlerelementen, einen Sender zum Senden von Ultraschall energie in eine interessierende Region, wobei das Array eine Mehrzahl von Steuerwinkeln hat, und einen Empfänger zum Emp fangen von Signalen, die durch das Array als Reaktion auf Ultraschallechos erzeugt werden. Für jeden der Steuerwinkel sendet der Sender Ultraschallenergie entlang einer Sendeab tastlinie. Der Empfänger schließt eine Strahlbildungsan ordnung ein, um Signale entlang einer ersten und einer zwei ten Empfangsabtastlinie als Reaktion auf die Ultraschall energie, die entlang der Sendeabtastlinie gesendet wird, gleichzeitig zum empfangen. Der Empfänger schließt ferner eine Einrichtung ein, um die Steuerwinkel der Empfangsab tastlinien während des Empfangs von Ultraschallechos dyna misch zu verändern, um räumliche Variationen der Ultra schallenergie zu kompensieren. Die Signale, die die Emp fangsabtastlinien darstellen, werden verwendet, um ein Bild der interessierenden Region zu erzeugen.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vor liegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen nä her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von vorne eines Ul traschallwandlers mit phasengesteuertem Array, der für die getrennte Erhebungsfokussierung geeignet ist;

Fig. 2 eine schematische Seitendarstellung des Ultra schallwandlers aus Fig. 1, die die gesendeten Strahlstrukturen für das Nahfeld und das Fernfeld darstellt;

Fig. 3 eine schematische Draufsichtdarstellung des Ultra schallwandlers aus Fig. 1, die die gesendete Strahlstruktur im Nahfeld und die parallelen Em pfangsabtastlinien darstellt;

Fig. 4 eine schematische Draufsichtdarstellung des Ultra schallwandlers aus Fig. 1, die die gesendete Strahlstruktur im Fernfeld und die parallelen Em pfangsabtastlinien darstellt;

Fig. 5 eine schematische Draufsichtdarstellung des Ultra schallwandlers aus Fig. 1, die die Sektorabtast struktur der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 6 und 7 Blockdiagramme eines Ultraschallabbildungssy stems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Zeitverlaufsdiagramm, das den Betrieb des in Fig. 6 und 7 gezeigten Systems darstellt;

Fig. 9 ein Graph des Steuerwinkels als eine Funktion der Tiefe, der die Krümmung der Empfangsabtastlinien darstellt;

Fig. 10 ein Blockdiagramm des Abtastumwandlers, der in Fig. 7 gezeigt ist;

Fig. 11 ein Blockdiagramm der Linienüberblendungseinheit, die in Fig. 10 gezeigt ist; und

Fig. 12 ein Blockdiagramm der Linienmittelungseinheit, die in Fig. 10 gezeigt ist.

Ein Ultraschallwandler 10 mit phasengesteuertem Array, der zur Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist in Fig. 1 gezeigt. Der Wandler ist in Wandlerelemente 12₁, 12₂, . . . ., 12 _N unterteilt, die Seite an Seite in einer la teralen, oder azimutalen, Richtung 14 angeordnet sind. Ein typischer Wandler für ein medizinisches Ultraschallabbil dungssystem kann 64 bis 256 Elemente einschließen. Bei dem Beispiel in Fig. 1 ist jedes Wandlerelement in drei Segmente S1, S2 und S3 in der Erhebungsrichtung 18 unterteilt. Die Segmente S1 bis S3 jedes Wandlerelements können zum Senden und Empfangen von Ultraschallenergie einzeln aktiviert wer den. Unterschiedliche aktive Öffnungen des Wandlers werden durch auswahlmäßiges Aktivieren unterschiedlicher Gruppen von Wandlerelementen und Segmenten aktiviert. Bei einem be vorzugten Ausführungsbeispiel schließt eine Fernfeldöffnung 20 alle Elemente und Segmente des Wandlers ein, sowohl in azimutaler als auch in Erhebungsrichtung. Eine Nahfeld öffnung 22 schließt lediglich die Segmente S2 der Wandler elemente in einem Mittelabschnitt des Wandlers 10 zwischen den gestrichelten Linien 26 und 28 ein. Wie es im Folgenden beschrieben ist, wird die Fernfeldöffnung 20 zum Senden und Empfangen von Ultraschallenergie in das Fernfeld einer in teressierenden Region verwendet, und die Nahfeldöffnung 22 wird zum Senden und Empfangen von Ultraschallenergie in das Nahfeld der interessierenden Region verwendet.

Typische Sendestrahlstrukturen für den Ultraschallwandler 10 sind in den Fig. 2-4 dargestellt. Durch geeignetes Verzö gern der Pulse, die an die Wandlerelemente in der aktiven Öffnung angelegt werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist, wird die gesendete Ultraschallenergie in eine erwünsch te Richtung bezüglich des Wandlerarrays gesteuert und auf eine erwünschte Fokaltiefe fokussiert. Eine Seitendrauf sichtdarstellung des Wandlers 10 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Nahfeldöffnung 22 sendet Ultraschallenergie, die eine Strahlstruktur 30, die in dem Nahfeld bei einer Fokaltiefe 32 fokussiert ist, aufweisen. Die Fernfeldöffnung 20 sendet Ultraschallenergie mit einer Strahlstruktur 34, die in dem Fernfeld bei einer Fokaltiefe 36 fokussiert ist. Draufsicht darstellungen der Strahlstrukturen 30 und 34 sind in Fig. 3 bzw. in Fig. 4 gezeigt. Jede Strahlstruktur ist bei einem Winkel Θ bezüglich einer Normalen zu dem Wandler 10 gesteu ert. Um die Sendestrahlstrukturen 30 und 34 zu bilden, wird jedes Wandlerelement in der aktiven Öffnung mit einem Puls aktiviert, der eine Verzögerung aufweist, die ausgewählt ist, um die gesendete Ultraschallenergie bei einer Fokaltie fe 32 oder 36 zu fokussieren, und um die gesendete Ultra schallenergie auf den Winkel Θ zu steuern. Die Nahfeld strahlstruktur 30 kann als eine Sendeabtastlinie 40 darge stellt werden, und die Fernfeldstrahlstruktur 34 kann als eine Fernfeldsendeabtastlinie 41 dargestellt werden. Die Nahfeld- und Fernfeldsendeabtastlinie 40 und 41 sind co-li near, kommen von der Mitte der aktiven Öffnung des Wandlers 10 und haben einen Winkel Θ in der azimutalen Richtung 14 bezüglich einer Normalen zum Wandler 10.

Die gesendete Ultraschallenergie erzeugt Ultraschallechos von verschiedenen Strukturen in der interessierenden Region. Die Ultraschallechos werden durch den Wandler 10 empfangen und zu elektrischen Signalen umgewandelt. Durch eine geeig nete Phasensteuerung der empfangenen Signale in einem Strahlbildner wird ein Empfangsstrahl gebildet. Der Em pfangsstrahl wird auf einen erwünschten Steuerwinkel ge steuert und wird bei zunehmend zunehmenden Tiefen dynamisch gesteuert, wenn die Ultraschallechos empfangen werden, so daß der Empfangsstrahl fokussiert bleibt, wenn Echos von zu nehmend zunehmenden Tiefen empfangen werden.

Anhand der Fig. 3 und 4 kann gesehen werden, daß die Strahl struktur 30 in dem Nahfeld fokussiert ist, und im Fernfeld relativ breit ist. Im Gegensatz dazu ist die Strahlstruktur 34 in dem Fernfeld fokussiert und relativ breit im Nahfeld. Eine beliebige Grenze 42, die zwischen den Fokaltiefen 32 und 36 angeordnet ist, trennt das Nahfeld und das Fernfeld. Das heißt, daß sich das Nahfeld von dem Wandler 10 zur Gren ze 42 erstreckt, und daß sich das Fernfeld von der Grenze 42 zu der erwünschten maximalen Abbildungstiefe erstreckt. Es ist offensichtlich, daß sich die Grenze 42 bezüglich der Tiefe ändern wird, abhängig von den Orten der Fokaltiefen 32 und 36.

Die Strahlstrukturen, die in Fig. 3 und 4 gezeigt sind, wer den bei einer Mehrzahl von Steuerwinkeln gesendet, um eine erwünschte Abtaststruktur zu bilden, und die empfangenen Si gnale werden verarbeitet, wie es oben beschrieben wurde, um Signale zum Erzeugen eines Bildes der interessierenden Re gion zu erzeugen. Die Ultraschallabbildungsqualität wird im Vergleich zu herkömmlichen Abbildungstechniken durch eine Technik, die als Linienspleißen bekannt ist, verbessert. Der Wandler 10 wird verwendet, um Ultraschallenergie entlang der Sendeabtastlinie 40 zu senden, wobei die gesendete Energie eine Nahfeldstrahlstruktur 30 aufweist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Signale, die als Reaktion auf die Nahfeld strahlstruktur empfangen werden, werden gespeichert. Dann wird Ultraschallenergie entlang der Sendeabtastlinie 41 gesendet, wobei die gesendete Energie ein Fernfeldstrahl struktur 34 aufweist, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Die Signale, die als Reaktion auf die Fernfeldstrahlstruktur empfangen werden, werden ebenfalls gespeichert. Dann werden die Signale, die von dem Nahfeld als Reaktion auf die Nah feldstrahlstruktur 30 empfangen wurden, mit den Signalen, die von dem Fernfeld als Reaktion auf die Fernfeldstrahl struktur 34 empfangen wurden, kombiniert oder gespleißt. Das Ergebnis ist ein gespleißtes Signal, das eine hohe Bildqua lität sowohl im Nahfeld als auch im Fernfeld hat, da alle empfangenen Signale von Regionen erhalten werden, in denen die gesendete Ultraschallenergie relativ fokussiert ist.

Die Prozedur des Sendens der Nahfeldstrahlstruktur und der Fernfeldstrahlstruktur, des Empfangens der Signale, die durch jede gesendete Strahlstruktur erzeugt werden, und des Zusammenspleißens der empfangenen Signale, um ein gespleiß tes Signal mit hoher Bildqualität zu erzeugen, wird für eine Vielzahl von Steuerwinkeln wiederholt, um eine erwünschte Abtaststruktur, wie zum Beispiel eine Sektorabtaststruktur, zu schaffen. Eine Sektorabtaststruktur kann zum Beispiel einen 90 Grad Sektor abdecken. Obwohl die Linienspleißtech nik eine hohe Bildqualität erzeugt, wird sowohl im Nahfeld als auch im Fernfeld die Rahmenrate (die Rate, mit der voll ständige Bilder erzeugt werden) um einen Faktor Zwei im Ver gleich mit herkömmlichen Abtasttechniken reduziert, da die Nahfeld- und Fernfeldstrahlstrukturen bei jedem Steuerwinkel gesendet werden.

Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung wird die Rahmen ratenreduzierung, die bei der Linienspleißung auftritt, durch ein gleichzeitiges Empfangen entlang zwei oder mehre rer Empfangsabtastlinien, die winkelmäßig von der Sendeab tastlinie beabstandet sind, entweder teilweise oder voll ständig versetzt. In Fig. 3 werden Ultraschallechos gleich zeitig entlang den Nahfeldempfangsabtastlinien 46 und 48 als Reaktion auf Ultraschallenergie empfangen, die entlang der Nahfeldsendeabtastlinie 40 gesendet wird. In Fig. 4 werden Ultraschallechos gleichzeitig entlang den Fernfeldempfangs abtastlinien 50 und 52 als Reaktion auf Ultraschallenergie empfangen, die entlang der Fernfeldsendeabtastlinie 41 ge sendet wird. Die Empfangsabtastlinien 46, 48, 50 und 52 stellen Empfangsstrahlstrukturen (in Fig. 3 und 4 nicht dar gestellt) dar. Die gleichzeitigen Empfangsabtastlinien 46, 48 und 50, 52 sind winkelmäßig von den jeweiligen Sendeab tastlinien um einen relativ kleinen Winkel beabstandet, der derart ausgewählt ist, daß die Empfangsabtastlinien inner halb der Strahlstrukturen der gesendeten Ultraschallenergie sind. Bevorzugterweise sind die gleichzeitigen Empfangsab tastlinien 46, 48 und 50, 52 von den jeweiligen Sendeab tastlinien um gleiche oder entgegengesetzte Winkel von etwa einem Grad oder weniger beabstandet. Die Nahfeldempfangsab tastlinie 46 ist mit der Fernfeldempfangsabtastlinie 50 co-linear, und die Nahfeldempfangsabtastlinie 48 ist mit der Fernfeldempfangsabtastlinie 52 co-linear, um das Linien spleißen zu ermöglichen, wie es unten beschrieben wird.

Wie es oben beschrieben wurde, ist die Nahfeldsendestrahl struktur 30 in einer Nahfeldregion zwischen dem Wandler 10 und der Grenze 42 fokussiert, und die Fernfeldsendestrahl struktur 34 ist in einer Fernfeldregion hinter der Grenze 42 fokussiert. Folglich schaffen die Nahfeldempfangsabtastli nien 46 und 48 eine hohe Bildqualität in der Nahfeldregion, und die Fernfeldempfangsabtastlinien 50 und 52 schaffen eine hohe Bildqualität in der Fernfeldregion. Die jeweiligen Nah feld- und Fernfeldempfangsabtastlinien sind gespleißt, um zwei gespleißte Abtastlinien zu schaffen, von denen jede eine hohe Bildqualität über die interessierende Region auf weist. Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, schließt eine Nahfeld empfangsabtastlinie 46 ein Nahfeldsegment 46 _n und ein Fern feldsegment 46 _f ein, und die Nahfeldempfangsabtastlinie 48 schließt ein Nahfeldsegment 48 _n und ein Fernfeldsegment 48 _f ein. Auf ähnliche Weise, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, schließt die Fernfeldempfangsabtastlinie 50 ein Nahfeldseg ment 50 _n und ein Fernsegment 50 _f ein, und die Fernfeldab tastlinie 52 schließt ein Nahfeldsegment 52 _n und ein Fern feldsegment 52 _f ein. Signale, die entlang des Nahfeldseg ments 46 _n der Empfangsabtastlinie 46 empfangen werden, wer den mit Signalen kombiniert, die entlang dem Fernfeldsegment 50 _f der Empfangsabtastlinie 50 empfangen werden, um eine erste gespleißte Abtastlinie zu erzeugen. Signale, die ent lang dem Nahfeldsegment 48 _n der Empfangsabtastlinie 48 emp fangen werden, werden mit Signalen kombiniert, die entlang dem Fernfeldsegment 52 _f der Empfangsabtastlinie 52 empfangen werden, um eine zweite gespleißte Abtastlinie zu schaffen. Die Signale entlang der zwei gespleißten Abtastlinien werden aus Regionen genommen, in denen die gesendete Ultraschall energie relativ fokussiert ist, und schaffen über die inter essierende Region Bilder mit hoher Qualität. Nachdem zwei gespleißte Abtastlinien für jeden Satz von Nahfeld- und Fernfeldsendeabtastlinien erhalten werden, wird die Rah menrate des Ultraschallbildes verglichen mit der herkömmli chen Ultraschallabbildung nicht erniedrigt. Die Signale der Fernfeldsegmente 46 _f und 48_f der Nahfeldempfangsabtastlinie 46 und 48, und die Signale der Nahfeldsegmente 50 _n und 52 _n der Fernfeldempfangsabtastlinien 50 und 52 werden nicht ver wendet, und können entfernt werden.

Eine Sektorabtaststruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Die Sendeabtastlinien sind durch durchgezogene Linien dargestellt, die von einem Ursprung 60 in der Mitte des Ultraschallwandlers 10 ausgehen, und die Empfangsabtastlinien sind durch gestrichelte Linien darge stellt, die vom Ursprung 60 ausgehen. Ein Bogen 74 definiert die Grenze zwischen dem Nahfeld und dem Fernfeld. Gepulste Ultraschallenergie, die in dem Nahfeld fokussiert ist, wird entlang der Sendeabtastlinie T₀ gesendet, und Ultraschall echos werden gleichzeitig entlang der Empfangsabtastlinien R₀ und R₁ empfangen, wie es oben beschrieben wurde. Die Emp fangsabtastlinien R₀ und R₁ sind bevorzugterweise von der Sendeabtastlinie T₀ um gleiche oder entgegengesetzte Winkel in der lateralen Richtung 14 beabstandet. Dann wird eine ge pulste Ultraschallenergie, die in dem Fernfeld fokussiert ist, entlang der Sendeabtastlinie T₀ fokussiert, und Ultra schallechos werden gleichzeitig entlang der Empfangsabtast linien R₀ und R₁ empfangen. Die Sendeabtastlinie T₀ ent spricht den Sendeabtastlinien 40 und 41, die in Fig. 3 und 4 gezeigt sind, die Empfangsabtastlinie R₀ entspricht den Emp fangsabtastlinien 46 und 50, und die Empfangsabtastlinie R₁ entspricht den Empfangsabtastlinien 48 und 52. Die empfan genen Signale werden verarbeitet, wie es oben beschrieben wurde, um zwei gespleißte Abtastsignale zu erzeugen. Dann wird der Steuerwinkel geändert, und die Ultraschallenergie wird entlang einer Sendeabtastlinie T₁ gesendet. Ein erster gesendeter Ultraschallpuls ist im Nahfeld fokussiert, und ein zweiter gesendeter Ultraschallpuls ist im Fernfeld fo kussiert. Für jeden gesendeten Puls werden Ultraschallechos gleichzeitig entlang der Empfangsabtastlinien R₂ und R₃ empfangen, die winkelmäßig von der Sendeabtastlinie T₁ beab standet sind. Die empfangenen Signale werden gespleißt, um gespleißte Abtastlinien zu schaffen. Der Prozeß wird für eine Mehrzahl von zusätzlichen Sendeabtastlinien T₂, T₃, . . . ., und für entsprechende Paare der Empfangsabtastlinien R₄, R₅; R₆, R₇; . . . ., die winkelmäßig von den jeweiligen Sendeabtastlinien beabstandet sind, wiederholt. Obwohl in Fig. 5 lediglich einige wenige Sendeabtastlinien und Emp fangsabtastlinien gezeigt sind, kann eine Sektorabtaststruk tur gemäß der vorliegenden Erfindung zum Beispiel 122 Sende abtastlinien und 242 Empfangsabtastlinien einschließen und einen 90 Grad Sektor abdecken. Bei diesem Beispiel haben die Sendeabtastlinien eine winkelmäßige Beabstandung von 1,5 Grad, und die Empfangsabtastlinien haben eine winkelmäßige Beabstandung von 0,75 Grad.

Aus dem obigen Beispiel und aus Fig. 5 kann gesehen werden, daß die Anzahl von Sendeabtastlinien die Hälfte der Anzahl von Empfangsabtastlinien beträgt. Folglich wird, unabhängig von der Tatsache, daß Ultraschallpulse bei jedem Steuerwin kel zweimal aufeinanderfolgend gesendet werden, die Anzahl der Sendesteuerwinkel um die Hälfte reduziert. Folglich ist die Rahmenrate dieselbe, wie bei Ultraschallabbildungssy stemen nach dem Stand der Technik, die eine Sendeabtastlinie und eine Empfangsabtastlinie bei jedem Steuerwinkel haben. Die Bildqualität wird jedoch im Vergleich mit solchen Sy stemen nach dem Stand der Technik aufgrund der oben be schriebenen Linienspleißtechnik verbessert.

Ein Blockdiagramm eines Ultraschallabbildungssystems, das für die Ausführung der oben beschriebenen Abtasttechnik ge eignet ist, ist in Fig. 6 und 7 gezeigt. In Fig. 6 hat jedes der N Wandlerelemente des Ultraschallwandlers 10 Segmente S1, S2 und S3. Folglich schließt der Wandler 10 3N einzelne Segmente ein. Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, sind die Seg mente S1 und S3 jedes Wandlerelements miteinander verbunden und mit einem Sende/Empfangsschalter 100 verbunden. Das Seg ment S2 jedes Wandlerelements ist mit einem Sende/Empfangs schalter 102 verbunden. Es ist in Fachkreisen bekannt, daß Sende/Empfangsschalter 100 und 102 zwischen dem Sender und dem Empfänger in Übereinstimmung mit dem Betriebsmodus schalten, und den Empfänger während des Sendens von Ultra schallenergie schützen. Die Sende/Empfangsschalter 100 und 102 sind mit einem Ultraschallsender 104 und mit einem Ul traschallempfänger 106 verbunden. Es ist offensichtlich, daß der Sende/Empfangsschalter 100 N einzelne Schalter ein schließt, und daß der Sende/Empfangsschalter 102 N einzelne Schalter einschließt. Folglich schließt jede Verbindung zwi schen dem Wandler 10, den Sende/Empfangsschaltern 100, 102, dem Empfänger 106 und dem Sender 104 N einzelne Leitungen ein.

Während des Sendens von Ultraschallenergie verbinden die Sende/Empfangsschalter 100 und 102 den Sender 104 mit den Elementen des Ultraschallwandlers 10. Wenn Ultraschallener gie entlang der Nahfeldsendeabtastlinie 40 gesendet wird, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, sind lediglich die Segmente S2 der Nahfeldöffnung 22 (Fig. 1) durch den Sender 104 akti viert. Die Pulse, die an die einzelnen Segmente S2 durch den Sender 104 angelegt werden, sind geeignet verzögert, um die gesendete Ultraschallenergie über einen erwünschten Steuer winkel zu steuern, und um die gesendete Ultraschallenergie bei einer erwünschten Fokaltiefe in dem Nahfeld zu fokus sieren. Techniken zum Verzögern der Signale, die an Ultra schallwandlerelemente angelegt werden, um eine Steuerung und Fokussierung zu bewirken, sind in Fachkreisen gut bekannt und werden nicht näher beschrieben. Wenn die Ultraschall energie entlang der Fernfeldsendeabtastlinie 41 gesendet wird, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, aktiviert der Sender 104 alle Segmente S1, S2 und S3 der Fernfeldöffnung 20 (Fig. 1). Pulse, die an die Wandlerelemente angelegt werden, sind ver zögert, um die gesendete Ultraschallenergie auf den erwün schten Steuerwinkel zu steuern, und um die Ultraschallener gie bei einer erwünschten Fokaltiefe im Fernfeld zu fokus sieren. Im Fernfeld sind die Pulse, die an die Segmente S1, S2 und S3 jedes Wandlerelements angelegt werden, verzögert, um die gesendete Ultraschallenergie sowohl in der Erhebungs richtung als auch in der lateralen Richtung zu fokussieren. Für jeden Steuerwinkel sendet der Sender 104 einen Ultra schallpuls, der in dem Nahfeld fokussiert ist, wartet auf den Empfang der Echos durch den Empfänger 106, überträgt einen Ultraschallpuls, der in dem Fernfeld fokussiert ist, und wartet wiederum auf den Empfang der Ultraschallechos durch den Empfänger. Der Prozeß wird für eine Mehrzahl von Steuerwinkeln wiederholt, um eine erwünschte Abtaststruktur zu schaffen, wie es oben beschrieben wurde.

Nach jedem Senden von Ultraschallenergie durch den Ultra schallwandler 10 und den Sender 104 werden Ultraschallechos von verschiedenen Strukturen und Geweben in der interessie renden Region empfangen. Die Ultraschallechos werden durch die Segmente S1, S2 und S3 jedes Wandlerelements empfangen und in elektrische Signale umgewandelt. Während des Emp fangsmodus verbinden die Sende/Empfangsschalter 100 und 102 die Wandlerelemente mit dem Empfänger 106. Genauer gesagt ist das Segment S2 jedes Wandlerelements über den Sende/Em pfangsschalter 102 mit einem Vorverstärker 110 verbunden.

Die Segmente S1 und S3 jedes Wandlerelements sind mitein ander verbunden und über den Sende/Empfangsschalter 100 mit dem Eingang eines Vorverstärkers 112 verbunden. Es ist of fensichtlich, daß ein Vorverstärker 110 für jedes der N Wandlerelemente vorgesehen ist, und daß ein Vorverstärker 112 für jedes der N Wandlerelemente vorgesehen ist. Der Ausgang jedes Vorverstärkers 110 ist mit einer Summierer einheit 114 verbunden. Eine Summierereinheit 114 ist für jedes der N Wandlerelemente bereitgestellt. Der Ausgang jedes Vorverstärkers 112 ist über einen Nah/Fern-Schalter 116 mit einem zweiten Eingang der Summierereinheit 114 verbunden. Wenn der Empfänger 106 Signale empfängt, die einer Sendung von Ultraschallenergie, die in dem Nahfeld fokussiert ist, folgt, ist der Nah/Fern-Schalter 116 offen, und lediglich die von den Segmenten S2 empfangenen Signale tragen zu dem Ausgang der Summierereinheit 114 bei. Wenn der Empfänger 116 Signale empfängt, die der Sendung von Ultra schallenergie, die in dem Fernfeld fokussiert ist, folgen, ist der Nah/Fern-Schalter 116 geschlossen, und die von den Segmenten S1, S2 und S3 empfangenen Signale jedes Wandler elements werden addiert, um das Ausgangssignal der Sum mierereinheit 114 zu schaffen. Wie es oben beschrieben wurde, schließt die Nahfeldöffnung 22, die in Fig. 1 gezeigt ist, lediglich die Segmente S2 ein, und die Fernfeldöffnung 20 schließt die Segmente S1, S2 und S3 ein.

Die Ausgangssignale der Summierereinheit 114 werden in eine erste Verzögerungs- und Summeneinheit 120 und in eine zweite Verzögerungs- und Summeneinheit 122 eingegeben. Es ist of fensichtlich, daß jede der Verzögerungs- und Summeneinheiten 120 und 122 N einzeln empfangene Signale empfängt, von denen jeweils eines einem Element des Ultraschallwandlers 10 zuge ordnet ist. Jeder Kanal der Verzögerungs- und Summeneinhei ten 120 und 122 verzögert das empfangene Signal um eine Größe, die ausgewählt ist, um einen Empfangsstrahl zu bil den. Die Verzögerungen sind ausgewählt, um den Empfangs strahl auf einen erwünschten Steuerwinkel zu steuern, und um den empfangenen Strahl auf eine erwünschte Fokaltiefe zu fo kussieren. Die Fokaltiefe wird während des Empfangs der Ul traschallenergie von zunehmend zunehmenden Tiefen dynamisch verändert. Die auswahlmäßig verzögerten Signale werden sum miert, um ein Signal zu schaffen, das das empfangene Signal entlang einer vorgeschriebenen Empfangsabtastlinie dar stellt. Die Verzögerungs- und Summeneinheiten 120 und 122 funktionieren folglich als parallele Empfangsstrahlbildner. Der Aufbau der Strahlbildner, um die Steuerung und dynami sche Fokussierung eines empfangenen Strahls zu bewirken, ist in Fachkreisen gut bekannt und wird nicht weiter im Detail beschrieben.

Die parallele Verbindung der Verzögerungs- und Summeneinhei ten 120 und 122 ermöglicht den gleichzeitigen, oder paral lelen, Empfang von Ultraschallechos entlang zwei unter schiedlicher Empfangsabtastlinien. In Fig. 3 empfangen die Verzögerungs- und Summeneinheiten 120 und 122 zum Beispiel gleichzeitig Signale entlang der Empfangsabtastlinien 46 bzw. 48. Auf ähnliche Weise empfangen die Verzögerungs- und Summeneinheiten 120 und 122 in Fig. 4 gleichzeitig Signale entlang der Empfangsabtastlinien 50 bzw. 52. Das Ausgangs signal der Verzögerungs- und Summeneinheit 120 ist über ein erstes Filter und einen Detektor 128 mit einem Analog/Digi talwandler (ADW) 130 verbunden. Der Ausgang der Verzöger ungs- und Summeneinheit 122 ist über ein Filter und einen Detektor 132 mit einem Analog/Digitalwandler 134 verbunden. Die Ausgänge der ADWs 130 und 134, DATA 1 und DATA 2 sind Ströme von Datenwörtern, die gleichzeitig empfangenen Sig nalen entlang zweier Empfangsabtastlinien entsprechen.

In Fig. 7 wird das DATA 1 Ausgangssignal des ADW 130 einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM = Random Access Memory) 140 und einem RAM 142 zugeführt. Das DATA 2 Ausgangssignal des ADW 134 wird einem RAM 144 und einem Eingang 148 eines Multiplexers 150 zugeführt. Die Ausgänge der RAMs 140, 142 und 144 sind mit Eingängen 152, 156 bzw. 156 des Multiplex ers 150 verbunden. Die RAMs 140, 142 und 144 sind durch ein Tiefenzählsignal zum Schreiben adressiert, das beim Senden der Ultraschallenergie durch den Wandler 10 bewirkt wird. Das Tiefenzählsignal stellt eine Tiefe innerhalb der inter essierenden Region fest, die jedem Datenwort zugeordnet ist. Der Multiplexer 150 empfängt ein Auswahlsignal, das einen seiner Eingänge zum Anlegen an einen Abtastumwandler 160 auswählt. Der Abtastumwandler 160 wandelt die Sektorabtast daten in ein Rasterabtastformat um, das zur Anzeige auf einer Anzeigeeinheit 164, wie zum Beispiel einem Fernseh monitor, geeignet ist.

Die RAMs 140, 142 und 144 und der Multiplexer 150 führen die Funktion des Linienspleißens durch und wandeln die Daten ströme von den ADWs 130 und 134 in einen einzelnen Daten strom um, der ein hochqualitatives Ultraschallbild dar stellt. Der Betrieb der Schaltung aus Fig. 7 ist anhand des Zeitverlaufdiagramms aus Fig. 8 beschrieben. Die Zeit ist auf der horizontalen Achse in Fig. 8 dargestellt. Der Sende zeitverlauf in Fig. 8 zeigt den Zeitverlauf der Sendung von Ultraschallenergie entlang der Sendeabtastlinien T₀ und T₁ (Fig. 5). Ein Nahfeldultraschallpuls T_0n wird entlang der Sendeabtastlinie T₀ gesendet. Die Nahfelddaten für die Em pfangsabtastlinie R₀ werden im RAM 144 gespeichert, und die Nahfelddaten für die Empfangsabtastlinie R₁ werden gleich zeitig im RAM 142 gespeichert. Dann wird ein Fernfeldultra schallpuls T_0f gesendet, und die Fernfelddaten für die Emp fangsabtastlinie R₀ werden direkt in den Multiplexer 150 eingegeben, und die Fernfelddaten für die Empfangsabtast linie R₁ werden in den RAM 140 eingegeben. Ein RAM ist für die Speicherung der Fernfelddaten für die Empfangsabtast linie R₀ nicht notwendig, da diese Daten in Echtzeit in den Abtastumwandler 160 eingegeben werden. Der Prozeß wird für die Sendung von Nahfeld- und Fernfeldultraschallpulsen T_1n und T_1f entlang der Sendeabtastlinie T₁ wiederholt. Die Nahfelddaten für die Empfangsabtastlinie R₂ sind im RAM 144 gespeichert, und die Nahfelddaten für die Empfangsabtast linie R₃ sind in dem RAM 142 gespeichert. Die Fernfelddaten für die Empfangsabtastlinie R₂ werden direkt in den Multi plexer 150 eingegeben, und die Fernfelddaten für die Emp fangsabtastlinie R₃ werden im RAM 140 gespeichert. Dieser Prozeß wird für alle Sendeabtastlinien in der Abtaststruktur wiederholt.

Das Auslesen von Daten aus den RAMs 140, 142 und 144, um das Linienspleißen zu bewirken, erfolgt folgendermaßen. Das Aus gangssignal, das in Fig. 8 dargestellt ist, stellt das Aus gangssignal des Multiplexers 150 dar. Das Auswahlsignal wählt einen der Eingänge des Multiplexers 150 aus. Während des ersten Zeitintervalls, das der Sendung des Nahfeldpulses T_0n entlang der Sendeabtastlinie T₀ folgt, werden keine Da ten durch den Multiplexer 150 ausgegeben, da keine Fernfeld daten für das Linienspleißen verfügbar sind. Nachfolgend wird jedes Empfangsintervall, das der Sendung von Ultra schallenergie folgt, in einen Nahfeldteil und einen Fern feldteil unterteilt, die nicht notwendigerweise zeitlich gleich sind. Während der erste Teil des Zeitintervalls, das der Sendung des Fernfeldpulses T_0f entlang der Sendeabtast linie T₀ folgt, wählt das Auswahlsignal den Ausgang des RAM 144 aus, und aufeinanderfolgende Orte im RAM 144 werden ad ressiert. Das Ausgangssignal stellt den Nahfeldabschnitt des empfangenen Signals entlang der Empfangsabtastlinie R₀ dar. Während des zweiten Teils desselben Intervalls wählt das Auswahlsignal das Ausgangssignal des ADW 134 aus. Der Daten strom vom ADW 134 stellt den Fernfeldabschnitt der Empfangs abtastlinie R₀ dar. Folglich stellt das Ausgangssignal des Multiplexers 150 während dieses Zeitintervalls ein Spleißen der Nahfelddaten für die Empfangsabtastlinie R₀ (die nach der Sendung des Nahfeldimpulses T_0n empfangen wurde) und der Fernfelddaten für die Empfangsabtastlinie R₀, (die nach der Sendung des Fernfeldpulses T_0f empfangen wurde) dar. Die ge spleißten Daten schaffen über die interessierende Region ein Bild mit hoher Qualität.

Während des nächsten Zeitintervalls, das der Sendung des Nahfeldultraschallpulses T_1f entlang der Sendeabtastlinie T₁ folgt, wird das Ausgangssignal des RAM 142 während eines er sten Teils des Zeitintervalls ausgewählt, und das Ausgangs signal des RAM 140 wird während des zweiten Teils des Zeit intervalls ausgewählt. Die gespleißten Daten schließen die Nahfelddaten für die Empfangsabtastlinie R₁ (die nach der Sendung des Nahfeldpulses T_0n empfangen wurden) und der Fernfelddaten für die Empfangsabtastlinie R₁ (die nach der Sendung des Fernfeldpulses T_0f empfangen wurden) ein. Der Prozeß wird für jede Sendeabtastlinie in der Abtaststruktur wiederholt.

Aus Fig. 8 kann gesehen werden, daß die Sendung der Nahfeld- und Fernfeldpulse T_0n und T_0f entlang der Sendeabtastlinie T₀ gespleißte Ausgangsdaten 170 erzeugt, die Signale dar stellen, die entlang der Empfangsabtastlinie R₁ empfangen werden, und gespleißte Ausgangsdaten 172, die die Signale darstellen, die entlang der Empfangsabtastlinie R₁ empfangen werden. Jeder Satz von Ausgangsdaten 170, 172 schließt einen Nahfeldabschnitt und einen Fernfeldabschnitt ein. Beide Sätze von Ausgangsdaten 170, 172 stellen gespleißte Abtast linien dar und erzeugen Bilder mit hoher Qualität. Folglich werden für alle zwei gesendeten Pulse zwei gespleißte Ab tastlinien mit hoher Bildqualität erzeugt, und die Rahmen rate wird nicht verschlechtert.

Einige zusätzliche Merkmale können verwendet werden, um das Ultraschallbild, das durch das Ultraschallabbildungssystem, das in Fig. 6 und 7 gezeigt ist, und das oben beschrieben wurde, weiter zu verbessern. Ein abrupter Übergang zwischen den Nahfelddaten und den Fernfelddaten an dem Punkt, an dem die Nahfelddaten und die Fernfelddaten zusammen gespleißt werden, kann ein Bildartefakt an der Grenze zwischen dem Nahfeld und dem Fernfeld erzeugen. Dieses Bildartefakt kann durch ein Überblenden der Nahfeld- und Fernfelddaten in einer Übergangsregion in der Nähe der Grenze gelöst werden. Das Überblenden kann durch eine gewichtete Mittelung der Nahfeld- und Fernfelddaten für eine ausgewählte Anzahl von Taktintervallen vor und nach der Grenze bewirkt werden, wie es beispielhaft in der Tabelle 1 unten gezeigt ist. Die Ta belle 1 stellt die Gewichtungsfaktoren dar, die an die Nah felddaten und an die Fernfelddaten für unterschiedliche Taktintervalle, die der Grenze vorangehen oder folgen, ange legt werden. Die Zeit ist durch die Anzahl von Taktinter vallen vor und nach der Grenze B angezeigt. Folglich stellt B-2 beispielsweise zwei Taktintervalle dar, die der Grenze B vorangehen. Wenn die Grenze B erreicht wird, wird die Ge wichtung der Nahfelddaten über einige Taktintervalle von 1,0 auf 0 erniedrigt. Während derselben Taktintervalle wird die Gewichtung der Fernfelddaten von 0 auf 1,0 erhöht. Dies er zeugt einen Nahfeld-auf-Fernfeld-Übergang, der im Ultra schallbild nicht erkennbar ist. Es ist offensichtlich, daß die Anzahl von Taktintervallen, während der das Überblenden durchgeführt wird, und daß die Gewichtungsfaktoren während jedes Taktintervalls verändert werden können, wie dies not wendig ist.

Tabelle 1

Eine zweite Verbesserung ist anhand der Fig. 3 beschrieben. Wie es im vorhergehenden beschrieben wurde, sind die Em pfangsabtastlinien 46 und 48 winkelmäßig von der Sendeab tastlinie 40 beabstandet. Im allgemeinen hängt die Stärke des empfangenen Signals und der wirksame Winkel nicht allein von der Empfangsstrahlstruktur sondern ebenfalls von der Sendestrahlstruktur 30 ab. In Regionen, die von der Fokal tiefe 32 der Sendestrahlstruktur 30 beabstandet sind, ist die Sendestrahlstruktur 30 entlang der Empfangsabtastlinien relativ gleichförmig und verändert sich mit dem wirksamen Steuerwinkel des Empfangsstrahls nicht. In der Nähe der Fokaltiefe 32 ist die Sendestrahlstruktur 30 in ihrem Quer schnitt jedoch relativ eng und sowohl die Sende- als auch die Empfangsstrahlstruktur bestimmen den wirksamen Empfangs winkel. Dies bewirkt, daß sich der wirksame Empfangswinkel mit der Tiefe ändert, und daß, solange keine Kompensations maßnahmen durchgeführt werden, das Ultraschallbild wahr scheinlich verzerrt ist. Es ist deshalb wünschenswert, eine dynamische Steuerung der Empfangsabtastlinien während des Empfangs von Ultraschallechos zu verwenden, um den oben be schriebenen Effekt zu kompensieren. Um eine Konfusion zu vermeiden, und um eine Differenzierung von der Empfangs strahlstruktur, die durch den Empfangsstrahlbildner allein hergestellt ist, herbeizuführen, wird die Bezeichnung "Um lauf"-Abtastlinie verwendet, um die zusammengesetzte Strahl struktur zu bezeichnen, die aus der Sendestrahlstruktur oder der Empfangsstrahlstruktur resultiert.

Die Krümmung der Umlaufabtastlinien in der Nähe der Sende fokaltiefe ist in Fig. 9 dargestellt. In Fig. 9 ist der Steuerwinkel als eine Funktion der Tiefe aufgezeichnet. Ohne eine dynamische Steuerung der Empfangsabtastlinien sind die Umlaufabtastlinien 200 und 202 in der Nähe der Sendefokal tiefe F wirksam in Richtung der Sendeabtastlinie T₀ ge krümmt. Auf ähnliche Weise sind die Umlaufabtastlinien 204 und 206 ohne dynamische Steuerung in Richtung der Sendeab tastlinie T₁ gekrümmt. Um Bildartefakte zu vermeiden sollten die Umlaufabtastlinien einen konstanten Steuerwinkel als eine Funktion der Tiefe haben, wie dies durch gestrichelte Linien 210, 212, 214 und 216 in Fig. 9 dargestellt ist. Um die Krümmung der Umlaufabtastlinien zu kompensieren, die in Fig. 9 dargestellt sind, sind die Empfangsabtastlinien wäh rend des Empfangs dynamisch gesteuert, so daß die Umlaufab tastlinien einen im wesentlichen konstanten effektiven Em pfangswinkel haben. In Fig. 9 ist eine negative Steuerwin kelverschiebung angelegt, um die Abtastlinie R₀ zu emp fangen, und eine positive Steuerwinkelverschiebung ist ange legt, um die Abtastlinie R₁ zu empfangen. Die erforderliche Steuerwinkelverschiebung für die Empfangsabtastlinie R₀ ist gleich der Differenz zwischen der Kurve 200 und der Kurve 210 bei jeder Tiefe. In der Praxis werden die Steuerwinkel verschiebungen bevorzugterweise auf einer Zone-um-Zone- Grundlage durch Veränderung der Verzögerungen in den Verzö gerungs- und Summeneinheiten 120 und 122 verändert. Ty pischerweise ist die maximale Steuerwinkelverschiebung der Empfangsabtastlinien etwa 3/8 Grad bei der Sendefokaltiefe, um einen im wesentlichen konstanten wirksamen Empfangswinkel bereitzustellen. Eine Technik zur dynamischen Steuerung der Empfangsabtastlinien ist in der ebenfalls anhängigen US -An meldung mit der Seriennummer 08/065,958, die am 21. Mai 1993 eingereicht wurde, offenbart, die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Ein Verzögerungskoeffizientgenerator zum Bestimmen der Verzögerungskoeffizienten auf einer Zone-um- Zone-Basis während der dynamischen Fokussierung ist im US- Patent Nummer 4,949,259, das am 14. August 1990 erteilt wurde, offenbart, das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.

Eine dritte Verbesserung ist anhand von Fig. 5 beschrieben. Irgendwelche Veränderungen zwischen den empfangenen Signalen entlang benachbarter Empfangsabtastlinien, wie zum Beispiel den Empfangsabtastlinien R₀ und R₁ werden in dem Ultra schallbild ohne weiteres erfaßt. Veränderungen, die so klein wie 1/4 dB sind, bewirken eine Schlagstruktur (hoch/niedrig, hoch/niedrig, etc.) in dem Ultraschallbild, was die zugrunde liegenden klinischen Informationen beeinträchtigt. Diese Veränderungen können aufgrund der Tatsache auftreten, daß die parallel verarbeitenden Kanäle des Empfängers 106 nicht identisch sind. Die Veränderungen der Empfangsabtastlinien können ebenfalls von der Akustik in dem menschlichen Körper herrühren. Der Sendestrahl und die parallelen Empfangsstrah len können auf unterschiedliche Arten durch Strukturen in der interessierenden Region derart gestört sein, daß die gleichzeitigen Empfangsabtastlinien asymmetrisch sind. Ver änderungen der Verarbeitungskanäle können durch eine Ein stellung der parallelen Strahlbildner oder durch Verwendung von Anpassungstechniken gelöst werden. Empfangsabtastlinien veränderungen aufgrund der Akustik in dem Körper sind schwieriger zu beheben.

Die folgende Technik kann verwendet werden, um Linie-zu-Li nie-Veränderungen unabhängig von der Quelle der Veränderung zu minimieren oder auszuschließen. Nachdem ein Rahmen mit empfangenen Daten erfaßt und gespeichert ist, wird eine Li nienmittelungsschaltung verwendet, um jede benachbarte Em pfangsabtastlinie derart zu kombinieren, daß jede Empfangs abtastlinie ein vorbestimmtes Gewicht hat. Diese ist im we sentlichen ein Zweipunkt-Digital-FIR-Filter, das entlang der Daten in der lateralen Richtung läuft. Die größte Filterung, und daher die größte Unterdrückung eines Linie-zu-Linie-Ar tefakts, tritt auf, wenn die Gewichtungen gleich sind (1/2, 1/2). Das Problem mit gleichen Gewichtungen besteht darin, daß die Bilddaten tiefpaßgefiltert sind, und daß die late rale Auflösung verloren geht. Es existieren zwei Arten, auf die eine laterale Auflösung wiedergewonnen werden kann. Bei einem Ansatz tendieren Gewichtungen, die ungleich sind, zum Beispiel (A, 1-A), dazu, die Bilddaten weniger zu verschmie ren als bei gleichen Gewichtungen. Die ungleichen Gewich tungen weisen jedoch ebenfalls eine geringere Unterdrückung des Bildartefakts auf. Gewichtungen von zum Beispiel 5/8 und 3/8 unterdrücken das Artefakt um 10 dB, wohingegen gleiche Gewichtungen eine unendliche Unterdrückung aufweisen. Nichtsdestotrotz hat sich die 10 dB Unterdrückung als aus reichend erwiesen. In einem zweiten Ansatz kann die Linien dichte derart erhöht werden, daß die laterale Auflösung bei behalten wird. Normalerweise bewirkt die Erhebung der Liniendichte eine unannehmbare Verschlechterung der Rahmen rate. Nachdem jedoch die parallele Verarbeitung, wie sie oben beschrieben wurde, die Rahmenrate verdoppelt, kann zu sätzliche Zeit zum Senden von zusätzlichen Linien verwendet werden. Eine Reduzierung der Sendeabtastlinienbeabstandung von 1,5 Grad auf 1,25 Grad und eine Reduzierung der Emp fangsabtastlinienbeabstandung von 0,75 Grad auf 0,625 Grad erzeugte annehmbare Ergebnisse.

Nachdem es bekannt ist, daß die Abtastumwandlung die late rale Auflösung letztlich begrenzt, kann diese Tatsache der art mit einbezogen werden, daß die Auflösung ohne Verdoppe lung der Liniendichte beibehalten wird. Wenn die Abtastum wandlungsbandbreitenbegrenzungen nicht mit einbezogen wür den, und wenn gleiche Gewichtungen (1/2, 1/2) verwendet wür den, um die Daten zu mitteln, dann müßte die Liniendichte verdoppelt werden, um die laterale Auflösung beizubehalten. Dies würde den Zweck der parallelen Verarbeitung zunichte machen. Unter der Annahme eines Abtastumwandlungsmodells, das eine lineare Interpolation durchführt, und unter der An nahme der Verwendung einer (5/8, 3/8) Gewichtung, ist es je doch lediglich erforderlich, die Liniendichte um 30 Prozent zu erhöhen, um dieselbe laterale Auflösung beizubehalten.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Gewich tungen von 5/8 und 3/8 mit der reduzierten Linienbeabstan dung, die oben beschrieben wurde, verwendet. Folglich werden gemittelte Abtastlinien wie folgt erhalten, siehe Fig. 5. Linie A = 5/8 (Linie R₀) + 3/8 (Linie R₁); Linie B = 5/8 (Linie R₁) + 3/8 (Linie R₂); etc.

Die Mittelung von Daten, wie sie oben beschrieben wurde, verschiebt den Ort der Abtastlinien. Die Mittelung von zwei benachbarten Abtastlinien unter Verwendung gleicher Gewich tungen führt zum Beispiel zu einer effektiven Abtastlinie, die direkt zwischen den ursprünglichen zwei Linien angeord net ist. Diese Verschiebung kann in dem Strahlbildner durch Verschieben aller Abtastlinien um eine Hälfte der Linien beabstandung nach links oder in dem Abtastumwandler durch Ziehen der Abtastlinien nach rechts um eine Hälfte der Li nienbeabstandung kompensiert werden.

Die Mittelung von Daten eliminiert ebenfalls eine Abtastli nie. Wenn der Strahlbildner 100 Abtastlinien erzeugt, werden folglich nur 99 Abtastlinien nach der Mittelung existieren. Dies kann durch Erzeugen einer weiteren Linie in dem Strahl bildner oder durch Zeichnen einer Linie weniger in dem Ab tastumwandler gelöst werden.

Die Mittelung von Daten bei einer Parallelverarbeitungskon figuration wurde in Verbindung mit einer Sektorabtaststruk tur beschrieben. Der Ansatz gilt ebenfalls für eine paralle le Farbflußabbildung, eine parallele integrierte Rückstreu ungsabbildung, für die Verwendung von Wandlern mit gekrüm mten linearen Arrays und linearen Arrays, und für die Ver wendung in Verbindung mit virtuellen Scheitelpunktmoden.

Ein Blockdiagramm des Abtastumwandlers 160, der in Fig. 7 gezeigt ist, ist in Fig. 10 dargestellt. Das Ausgangssignal des Multiplexers 150 (Fig. 7) wird einer Linienüberblen dungseinheit 302 zugeführt, die die Überblendung am Übergang zwischen dem Nah- und dem Fernfeld durchführt, wie es oben beschrieben wurde. Das Ausgangssignal der Linienüber blendungseinheit 302 wird einem akustischen Rahmenpuffer 304 eingegeben. Der akustische Rahmenpuffer 304 ist typischer weise ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit ausreichender Kapazität, um zwei vollständige Rahmen mit Ultraschalldaten zu speichern. Der Speicher ist in zwei Abschnitte unter teilt, und die Ultraschalldaten werden in einen Abschnitt geschrieben und gleichzeitig aus dem anderen Abschnitt in einer abwechselnden Art ausgelesen. Der Ausgang des aku stischen Rahmenpuffers 304 wird an eine Linienmittelungsein heit 306 angelegt. Der Ausgang der Linienmittelungseinheit 306 wird an einen R-Θ Abtastumwandler 310 angelegt. Der R-Θ Abtastumwandler 310 wandelt die R-Θ Daten des Ultraschallab tasters in ein Rasterabtastformat um, das zur Anzeige auf einen Videomonitor geeignet ist. Der R-Θ Abtastumwandler 310 kann zum Beispiel einem R-Θ Abtastumwandler in dem Sonos 1000 Ultraschallabbildungssystem entsprechen, das durch die Hewlett-Packard Company hergestellt und verkauft wird.

Ein Blockdiagramm der Linienüberblendungseinheit 302 ist in Fig. 11 gezeigt. Ein Eingang 320 vom Multiplexer 150 wird an einen Eingang eines Multiplizierers 322 angelegt. Das Aus gangssignal des Multiplizierers 322 wird an einen Eingang einer Summierereinheit 324 angelegt. Das Ausgangssignal der Summierereinheit 324 wird dem akustischen Rahmenpuffer 304 und einem Linien-FIFO-Speicher 326 zugeführt (FIFO = First- In-First-Out = diejenigen Daten, die zuerst in den Speicher eingelesen werden, verlassen diesen auch zuerst wieder). Das Ausgangssignal des FIFO-Speichers 326 wird einem Eingang eines Multiplizierers 330 zugeführt. Der Ausgang des Multi plizierers 330 wird einer zweiten Summierereinheit 324 zu geführt. Eine Gewichtungstabelle 334, wie zum Beispiel ein RAM oder ein Nur-Lese-Speicher, führt den Multiplizierern 322 und 330 gemäß dem Zustand eines Tiefenzählers 340 Ein gangssignale zu.

Der Betrieb der Linienüberblendungseinheit 302 wird anhand des Zeitverlaufsdiagramm aus Fig. 8 beschrieben. Während eines ersten Zeitintervalls führt der Multiplexer 150 die Nahfelddaten für die Empfangsabtastlinie R₀ zu. Während dieses Intervalls führt die Gewichtungstabelle 334 eine Ge wichtung von 1,0 zu, und die Daten werden in dem Linien- FIFO-Speicher 326 gespeichert. Während eines zweiten Zeitin tervalls führt der Multiplexer 150 die Fernfelddaten für die Empfangsabtastlinie R₀ durch den Multiplizierer 322 mit einer Gewichtung von 1,0 zu. In der Übergangsregion in der Nähe der Grenze zwischen dem Nahfeld und dem Fernfeld führt die Gewichtungstabelle 334 Gewichtungsfaktoren, wie sie in Tabelle 1 oben gezeigt sind, zu, um die Nahfelddaten und die Fernfelddaten zu überblenden, und um Bildartefakte zu ver meiden. Dieser Prozeß wird durch die Linienüberblendungsein heit 302 für jede Abtastlinie in der Abtaststruktur wieder holt.

Ein Blockdiagramm der Linienmittelungseinheit 306 ist in Fig. 12 gezeigt. Der akustische Rahmenpuffer 304 enthält Da ten, die die gespleißten Abtastlinien für zwei vollständige Ultraschallbilder darstellen. Der akustische Rahmenpuffer 304 ist konfiguriert, um gleichzeitig Daten auszugeben, die zwei benachbarten gespleißten Abtastlinien, der Linie Θ_i und der Linie Θ_i+1, wobei i eine bestimmte gespleißte Abtastli nie in der Abtaststruktur darstellt, darstellt. Folglich gibt der akustische Rahmenpuffer 304 zuerst Daten aus, die die gespleißten Abtastlinien R₀ und R₁ darstellen, siehe Fig. 5. Beim nächsten Zyklus gibt der akustische Rahmenpuf fer 304 Daten aus, die die gespleißten Abtastlinien R₁ und R₂ darstellen. Dieser Prozeß wird für die gesamte Abtast struktur wiederholt. Die Daten für die Linie Θ_i werden an den Eingang eines Multiplizierers 350 angelegt, der einen Gewichtungsfaktor von 3/8 an seinem anderen Eingang emp fängt. Der Ausgang des Multiplizierers 350 wird an einen Eingang einer Summierereinheit 352N angelegt. Die Daten für die Linie Θ_i+1 werden an einen Eingang eines Multiplizierers 354 angelegt, der an seinem anderen Eingang einen Gewich tungsfaktor von 5/8 empfängt. Der Ausgang des Multiplizie rers 354 wird dem anderen Eingang der Summierereinheit 352 zugeführt. Das Ausgangssignal der Summierereinheit 352 stellt das Mittel der Linie Θ_i und der Linie Θ_i+1 dar, wobei die Linien gegebene Gewichtungsfaktoren von 3/8 bzw. 5/8 aufweisen, wie es oben beschrieben wurde. Der Ausgang der Summierereinheit 352 ist als Linie Θ_i+1/2 dargestellt und wird an den R-Θ Abtastumwandler 310 (Fig. 10) angelegt. Der R-Θ Abtastumwandler 310 ist in dem vorliegenden Beispiel konfiguriert, um gleichzeitig Daten zu empfangen, die zwei Abtastlinien darstellen, da er eine Interpolation der Bild daten durchführt. Um gleichzeitig gemittelte Daten, die zwei Abtastlinien darstellen, zuzuführen, wird das Ausgangssignal der Summierereinheit 352 einem Linien-FIFO-Speicher 354 zu geführt. Der Ausgang des FIFO 354 ist um einen Linienzyklus verzögert, und stellt die Linie Θ_i-1/2 dar. Folglich werden die Linie Θ_i+1/2 und die Linie Θ_i-1/2 gleichmäßig dem R-Θ Abtastumwandler 310 zugeführt.

Claims

1. Ultraschallabbildungssystem, gekennzeichnet durch
ein Array (10) von Ultraschallwandlerelementen (12₁, 12₂, . . . ., 12 _n);
einen Sender (104) zum Senden von Ultraschallenergie in eine interessierende Region, wobei das Array (10) eine Mehrzahl von Steuerwinkeln bezüglich des Arrays hat, wobei der Sender für jeden der Steuerwinkel aufeinan derfolgend Ultraschallenergie entlang einer Nahfeldsen deabtastlinie (40) und entlang einer Fernfeldsendeab tastlinie (41) bei unterschiedlichen Fokustiefen bezüg lich des Arrays sendet, wobei die Ultraschallenergie Ultraschallechos von der interessierenden Region er zeugt;
einen Empfänger (106) zum Empfangen von Signalen, die durch das Array als Reaktion auf die Ultraschallechos erzeugt werden, wobei der Empfänger eine Strahlbil dungsanordnung (120, 122) einschließt, um gleichzeitig Signale entlang einer ersten und einer zweiten Nahfeld empfangsabtastlinie (46, 48) als Reaktion auf Ultra schallenergie, die entlang der Nahfeldsendeabtastlinie (40) gesendet wird, zu empfangen, und um gleichzeitig Signale entlang einer ersten und einer zweiten Fern feldempfangsabtastlinie (50, 52) als Reaktion auf Ul traschallenergie, die entlang der Fernfeldsendeabtast linie (41) gesendet wird, zu empfangen, wobei die erste Nahfeldempfangsabtastlinie (46) mit der ersten Fern feldempfangsabtastlinie (50) co-linear ist, und wobei die zweite Nahfeldempfangsabtastlinie (48) mit der zweiten Fernfeldempfangsabtastlinie (52) co-linear ist;
eine Einrichtung (140, 142, 144, 145) zum Spleißen der Signale, die entlang der ersten Nahfeldempfangsabtast linie (46) und der ersten Fernfeldempfangsabtastlinie (50) empfangen werden, um Signale zu erzeugen, die eine erste gespleißte Abtastlinie (46 _n, 50 _f) darstellen, und zum Spleißen der Signale, die entlang der zweiten Nah feldempfangsabtastlinie (48) und der zweiten Fernfeld empfangsabtastlinie (52) empfangen werden, um Signale zu erzeugen, die eine zweite gespleißte Abtastlinie (48 _n, 52 _f) darstellen, wodurch Signale erzeugt werden, die zwei gespleißte Abtastlinien als Reaktion auf Ul traschallenergie, die entlang der Nahfeld- und der Fernfeldsendeabtastlinien (40, 41) für jeden der Steu erwinkel gesendet wird, darstellen; und
einen Anzeigegenerator (146), der auf die Signale, die die gespleißten Abtastlinien darstellen, zum Erzeugen eines Bildes der interessierenden Region anspricht.

2. Ultraschallabbildungssystem nach Anspruch 1, bei dem jede der Empfangsabtastlinien einen Empfangswinkel be züglich des Arrays hat, und bei dem der Empfänger fer ner eine Einrichtung zum dynamischen Verändern des Em pfangswinkels während des Empfangs des Ultraschallechos einschließt, um räumliche Veränderungen der gesendeten Ultraschallenergie zu kompensieren.

3. Ultraschallabbildungssystem nach Anspruch 1, das ferner eine Einrichtung zur gewichteten Mittelung von Signalen einschließt, die benachbarte Linien der gespleißten Ab tastlinien darstellen, um gemittelte Abtastlinien zu schaffen.

4. Ultraschallabbildungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Nahfeld- und Fernfeldempfangsabtastlinie durch die Spleißeinrichtung in einer Übergangsregion gespleißt sind, und bei dem die Spleißeinrichtung eine Einrich tung einschließt, um die Signale, die entlang der Nah feld- und Fernfeldempfangsabtastlinie empfangen werden, in der Übergangsregion zu überblenden.

5. Ultraschallabbildungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Array von Ultraschallwandlerelementen zumindest zwei auswählbare Erhebungsöffnungen aufweist, wobei der Sender eine Einrichtung zum Senden von Ultraschall energie entlang der Nahfeldsendeabtastlinie mit einer ersten Erhebungsöffnung und zum Senden von Ultraschall energie entlang der Fernfeldsendeabtastlinie mit einer zweiten Erhebungsöffnung, die größer ist als die erste Erhebungsöffnung, einschließt, und wobei der Empfänger eine Einrichtung zum Empfangen von Signalen entlang der ersten und der zweiten Nahfeldempfangsabtastlinie mit der ersten Erhebungsöffnung und zum Empfangen von Sig nalen entlang der ersten und zweiten Fernfeldempfangs abtastlinie mit der zweiten Erhebungsöffnung ein schließt.

6. Ultraschallabbildungssystem, gekennzeichnet durch
ein Array (10) von Ultraschallwandlerelementen (12₁, 12₂, . . . ., 12_n);
einen Sender (104) zum Senden von Ultraschallenergie in eine interessierende Region, wobei das Array (10) eine Mehrzahl von Steuerwinkeln bezüglich des Arrays hat, wobei der Sender für jeden der Steuerwinkel Ultra schallenergie entlang einer Sendeabtastlinie (T₀) sen det, wobei die Ultraschallenergie Echos von der inter essierenden Region erzeugt;
einen Empfänger (106) zum Empfangen von Signalen, die durch das Array als Reaktion auf die Ultraschallechos erzeugt werden, wobei der Empfänger eine Strahlbil dungsanordnung (120, 122) zum gleichzeitigen Empfangen von Signalen entlang einer ersten und einer zweiten Em pfangsabtastlinie (R₀, R₁) als Reaktion auf Ultra schallenergie, die entlang der Sendeabtastlinie (T₀) gesendet wird, einschließt;
eine Einrichtung (306) zur gewichteten Mittelung von Signalen, die entlang benachbarter Linien der Empfangs abtastlinien empfangen werden, um gemittelte Abtastli nien zu schaffen; und
einen Anzeigegenerator (164), der auf die Signale, die die gemittelten Abtastlinien darstellen, reagiert, um ein Bild der interessierenden Region zu erzeugen.

7. Ultraschallabbildungssystem, gekennzeichnet durch
ein Array (10) von Ultraschallwandlerelementen (12₁, 12₂, . . . ., 12 _n);
einen Sender (104) zum Senden von Ultraschallenergie in eine interessierende Region, wobei das Array (10) eine Mehrzahl von Steuerwinkeln bezüglich des Arrays hat, wobei der Sender für jeden der Steuerwinkel Ultra schallenergie entlang einer Sendeabtastlinie (T₀) sen det, wobei die Ultraschallenergie Ultraschallechos von der interessierenden Region erzeugt;
einen Empfänger (106) zum Empfangen von Signalen, die durch das Array als Reaktion auf die Ultraschallechos erzeugt werden, wobei der Empfänger eine Strahlbil dungsanordnung (120, 122) einschließt, und gleichzeitig Signale entlang einer ersten und einer zweiten Emp fangsabtastlinie (R₀, R₁) als Reaktion auf Ultraschall energie, die entlang der Sendeabtastlinie (T₀) gesendet wird, empfängt, wobei jede der Empfangsabtastlinien einen Empfangswinkel bezüglich des Arrays hat, wobei der Empfänger ferner eine Einrichtung einschließt, um den Empfangswinkel während des Empfangs der Ultra schallechos dynamisch zu verändern, um räumliche Verän derungen der gesendeten Ultraschallenergie auszuglei chen; und
einen Anzeigegenerator (164), der auf die Signale, die die Empfangsabtastlinien darstellen, reagiert, um ein Bild der interessierenden Region zu erzeugen.

8. Verfahren zur Ultraschallabbildung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Senden von Ultraschallenergie in eine interessierende Region, wobei ein Array (10) aus Ultraschallwandlerele menten (12₁, 12₂, . . . ., 12 _n) eine Mehrzahl von Steuer winkeln bezüglich des Arrays hat, wobei für jeden der Steuerwinkel ein sequentielles Senden von Ultraschall energie entlang einer Nahfeldsendeabtastlinie (40) und einer Fernfeldsendeabtastlinie (41) bei unterschied lichen Fokustiefen bezüglich des Arrays eingeschlossen ist, wobei die Ultraschallenergie Ultraschallechos von der interessierenden Region erzeugt;
gleichzeitiges Empfangen von Signalen entlang einer er sten und einer zweiten Nahfeldempfangsabtastlinie (46, 48) als Reaktion auf Ultraschallenergie, die entlang der Nahfeldsendeabtastlinie (40) gesendet wird;
gleichzeitiges Empfangen von Signalen entlang einer er sten und einer zweiten Fernfeldempfangsabtastlinie (50, 52) als Reaktion auf Ultraschallenergie, die entlang der Fernfeldsendeabtastlinie (41) gesendet wird, wobei die erste Nahfeldempfangsabtastlinie (46) mit der er sten Fernfeldempfangsabtastlinie (50) co-linear ist, und wobei die zweite Nahfeldempfangsabtastlinie (48) mit der zweiten Fernfeldempfangsabtastlinie (52) co-li near ist;
Spleißen der Signale, die entlang der ersten Nahfeld empfangsabtastlinie (46) und entlang der ersten Fern feldempfangsabtastlinie (50) empfangen werden, um Si gnale zu erzeugen, die eine erste gespleißte Abtastlinie (46 _n, 50 _f) darstellen;
Spleißen der Signale, die entlang der zweiten Nahfeld empfangsabtastlinie (48) und der zweiten Fernfeldem pfangsabtastlinie (52) empfangen werden, um Signale zu erzeugen, die eine zweite gespleißte Abtastlinie (48 _n, 52 _f) darstellen, wodurch Signale geschaffen werden, die zwei gespleißte Abtastlinien als Reaktion auf Ultra schallenergie, die entlang der Nahfeld- und Fernfeld sendeabtastlinie für jeden der Steuerwinkel gesendet wird, darstellen; und
Erzeugen eines Bildes der interessierenden Region als Reaktion auf die Signale, die die gespleißten Abtast linien darstellen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, das ferner den Schritt des gewichteten Mittelns der Signale einschließt, die be nachbarte Linien der gespleißten Abtastlinien darstel len, um gemittelte Abtastlinien zu schaffen.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Schritt des se quentiellen Sendens von Ultraschallenergie das Senden von Ultraschallenergie entlang der Nahfeldsendeabtast linie mit einer ersten Erhebungsöffnung und das Senden von Ultraschallenergie entlang der Fernfeldsendeabtast linie mit einer zweiten Erhebungsöffnung, die größer ist als die erste Erhebungsöffnung, einschließt.