СПОСОБ, АППАРАТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСЧЕТА ЗАТУХАНИЯ СИГНАЛА И МАШИНОЧИТАЕМЫЙ НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ Российский патент 2023 года по МПК A61B8/00 

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к области обработки данных, в частности к способу, аппарату и устройству для расчета затухания сигнала и машиночитаемому носителю данных.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

[0002] Когда сигнал проникает в среду передачи, часть его энергии преобразуется в тепловую энергию или поглощается средой передачи, что приводит к непрерывному падению его мощности, что называется «затуханием». Что касается ультразвукового сигнала, то необходимо рассчитать его затухание для проведения анализа этого сигнала.

[0003] На предшествующем уровне техники для расчета затухания ультразвукового сигнала затухание сигнала на верхней поверхности и нижней поверхности детектируемого объекта обычно рассчитывается с помощью эталонных зондов.

[0004] Однако указанный способ расчета затухания сигнала может быть реализован только с помощью эталонных зондов, а не широко используемых зондов, производимых в промышленных масштабах. В результате этот способ характеризуется определенными недостатками, такими как повышенные требования к аппаратным средствам, сложность технической реализации и жесткие экспериментальные условия, неблагоприятные для его использования.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

[0005] Настоящим изобретением предложен способ, аппарат и устройство для расчета затухания сигнала и машиночитаемый носитель данных, которые используются для решения технической задачи, которая заключается в устранении недостатков, которыми характеризуется обычный способ расчета затухания ультразвукового сигнала, такими как повышенные требования к аппаратным средствам, сложность технической реализации и жесткие экспериментальные условия, неблагоприятные для его использования.

[0006] Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложен способ расчета затухания сигнала, который предусматривает:

[0007] прием ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

[0008] выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; и

[0009] определение типа рассчитываемого ультразвукового сигнала и вычисление информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0010] Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен аппарат для расчета затухания сигнала, который включает в себя:

[0011] приемный модуль, выполненный с возможностью приема ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

[0012] модуль восстановления, выполненный с возможностью выполнения операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; и

[0013] вычислительный модуль, выполненный с возможностью определения типа рассчитываемого ультразвукового сигнала и вычисления информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0014] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено устройство для расчета затухания сигнала, которое включает в себя: память и процессор, при этом:

[0015] память выполнена с возможностью хранения команд, исполняемых процессором; а

[0016] процессор выполнен с возможностью реализации способа расчета затухания сигнала согласно описанию, представленному выше.

[0017] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен машиночитаемый носитель данных, содержащий хранящиеся в нем команды, исполняемые компьютером, причем исполняемые компьютером команды используются для реализации способа расчета затухания сигнала согласно описанию, представленному выше, когда они исполняются процессором.

[0018] Способ, аппарат и устройство для расчета затухания сигнала и машиночитаемый носитель данных согласно настоящему изобретению обеспечивают следующее: прием ультразвукового сигнала, проникающего в ткань; выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; определение типа рассчитываемого ультразвукового сигнала и вычисление информации о затухании ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала. Благодаря этому упрощается процесс расчета затухания сигнала, что позволяет использовать в нем зонды промышленного типа, обеспечить удобство управления и повысить применимость. Кроме того, точность и эффективность расчета затухания могут быть повышены путем выполнения расчета затухания сразу после восстановления полученного ультразвукового сигнала.

Краткое описание Фигур

[0019] Для более наглядного освещения вариантов осуществления настоящего изобретения или технических решений предшествующего уровня техники ниже будут вкратце описаны чертежи, которые должны быть использованы в описании вариантов осуществления настоящего изобретения или предшествующего уровня техники. Очевидно, что чертежи в последующем описании представляют собой некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и на основании этих чертежей специалисты в данной области техники могут также получить и другие чертежи.

[0020] На фиг.1 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0021] На фиг.2 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

[0022] На фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

[0023] На фиг.4 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0024] На фиг.5 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0025] На фиг.6 показана структурная схема аппарата для расчета затухания сигнала согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения; и

[0026] На фиг.7 показана структурная схема устройства для расчета затухания сигнала согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

[0027] Для прояснения цели, технического решения и преимуществ настоящего изобретения технические решения, реализованные в вариантах осуществления заявленного изобретения, будут наглядно и в полной мере описаны ниже в привязке к чертежам в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой лишь часть, а не все варианты осуществления заявленного изобретения. Все прочие варианты осуществления настоящего изобретения, полученные на основе вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, должны входить в объем правовой охраны заявленного изобретения.

[0028] Когда сигнал распространяется в среде передачи, часть его энергии преобразуется в тепловую энергию или поглощается средой передачи, обуславливая непрерывное падение мощности сигнала, что называется «затуханием». Что касается ультразвукового сигнала, то необходимо рассчитать его затухание, необходимое для анализа этого сигнала. На предшествующем уровне техники для расчета затухания ультразвукового сигнала затухание сигнала на верхней поверхности и нижней поверхности детектируемого объекта обычно рассчитывается с помощью эталонных зондов. Однако указанный способ расчета затухания сигнала может быть реализован только с помощью эталонных зондов, а не широко используемых зондов, производимых в промышленных масштабах, и в результате этот способ характеризуется определенными недостатками, такими как повышенные требования к аппаратным средствам, сложность технической реализации и жесткие экспериментальные условия, неблагоприятные для его использования. Для устранения указанной технической проблемы настоящим изобретением предложены способ, аппарат и устройство для расчета затухания сигнала и машиночитаемый носитель данных.

[0029] Следует отметить, что способ, аппарат и устройство для расчета затухания сигнала и машиночитаемый носитель данных, предложенные настоящим изобретением, могут быть применены в сценарии, в котором расчет затухания выполняется в отношении любого сигнала.

[0030] На фиг.1 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, этот способ предусматривает выполнение стадий, описанных ниже.

[0031] Стадия 101: прием ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

[0032] Стадия 102: выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; и

[0033] Стадия 103: определение типа рассчитываемого ультразвукового сигнала и вычисление информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0034] Этот вариант осуществления настоящего изобретения приводится в исполнение аппаратом для расчета затухания сигнала. Что касается ультразвукового сигнала, то необходимо рассчитать его затухание для проведения анализа этого сигнала. Следовательно, сначала надо получить ультразвуковой сигнал, информацию о затухании которого необходимо вычислить; а получение ультразвукового сигнала может быть реализовано, в частности, ультразвуковой системой формирования изображений. Для фокусировки на части области обычно задаются определенные уставки, такие как фокусировка зонда или коэффициент усиления системы. В результате информация о затухании, полученная путем расчета ультразвукового сигнала на основании фокусировки зонда или коэффициента усиления системы, часто характеризуется недостаточной точностью. Для повышения точности информации о затухании сигнала после получения ультразвукового сигнала необходимо выполнить операцию по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала с целью получения рассчитываемого ультразвукового сигнала. Следует понимать, что существует два разных типа рассчитываемых ультразвуковых сигналов, а именно сигнал временной области и сигнал частотной области. Для обеспечения точности вычисления информации о затухании для соответствующих разных типов рассчитываемых ультразвуковых сигналов должны быть установлены разные режимы расчета. Следовательно, после получения рассчитываемого ультразвукового сигнала сначала необходимо определить тип рассчитываемого ультразвукового сигнала, после чего устанавливается режим расчета, соответствующий этому типу, исходя из разных типов сигнала, а затем рассчитывается ультразвуковой сигнал, подлежащий расчету, с использованием режима расчета, соответствующего конкретному типу сигнала, и таким образом обеспечивается получение информации о затухании, соответствующей ультразвуковому сигналу. В необязательном варианте ультразвуковой сигнал может представлять собой одномерный ультразвуковой сигнал, двухмерный ультразвуковой сигнал или трехмерный ультразвуковой сигнал, что не носит ограничительного характера в настоящем документе. В альтернативном варианте ультразвуковым сигналом может служить или сигнал отражения, или сигнал передачи, что не носит ограничительного характера в настоящем документе.

[0035] Согласно способу расчета затухания сигнала, предложенному настоящим изобретением, получение ультразвукового сигнала обеспечивается ультразвуковой системой формирования изображений; в отношении ультразвукового сигнала выполняется операция по восстановлению сигнала с целью получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; определяется тип рассчитываемого ультразвукового сигнала, и вычисляется информация о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего указанному типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала. Благодаря этому упрощается процесс расчета затухания сигнала, что позволяет использовать в нем зонды промышленного типа, обеспечить удобство управления и повысить применимость. Кроме того, точность и эффективность расчета затухания могут быть повышены путем выполнения расчета затухания сразу после восстановления полученного ультразвукового сигнала.

[0036] На фиг.2 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.2, этот способ предусматривает выполнение стадий, описанных ниже, на основе любого из вариантов осуществления, указанных выше.

[0037] Стадия 201: прием ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

[0038] Ультразвуковая система формирования изображений передает ультразвуковой сигнал, который распространяется в ткани, после чего ультразвуковой сигнал, распространяющийся в ткани, принимается ультразвуковой системой формирования изображений. Ультразвуковой сигнал может представлять собой ультразвуковой сигнал отражения или ультразвуковой сигнал передачи.

[0039] Стадия 202: определение коэффициента усиления системы и/или параметра фокусировки зонда, соответствующих ультразвуковому сигналу;

[0040] Стадия 203: выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала на основании коэффициента усиления системы и/или параметра фокусировки зонда для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; и

[0041] Стадия 204: определение типа рассчитываемого ультразвукового сигнала и вычисление информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0042] В этом варианте осуществления настоящего изобретения для фокусировки на части области обычно задаются определенные уставки, такие как фокусировка зонда или коэффициент усиления системы. В результате информация о затухании, полученная путем расчета ультразвукового сигнала на основании фокусировки зонда или коэффициента усиления системы, часто характеризуется недостаточной точностью. Для повышения точности информации о затухании сигнала после получения ультразвукового сигнала необходимо выполнить операцию по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала с целью получения рассчитываемого ультразвукового сигнала. В частности, сначала необходимо определить коэффициент усиления системы и/или параметр фокусировки зонда, соответствующие ультразвуковому сигналу, после чего выполняется операция по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала в соответствии с коэффициентом усиления системы и/или параметром фокусировки зонда для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала. Следует учитывать тот факт, что в отношении ультразвукового сигнала может быть выполнена операция вычитания или умножения в зависимости от используемого в данный момент времени коэффициента усиления системы и/или параметра фокусировки зонда для обеспечения восстановления ультразвукового сигнала. В качестве примера практического применения для фокусировки на части области может быть задан параметр пятикратного усиления системы, так что после получения ультразвукового сигнала этот ультразвуковой сигнал может быть поделен на пять для обеспечения восстановления ультразвукового сигнала. Следует принять во внимание тот факт, что точность и эффективность расчета затухания могут быть повышены путем выполнения расчета затухания сразу после восстановления полученного ультразвукового сигнала.

[0043] Согласно способу расчета затухания сигнала, предложенному этим вариантом осуществления настоящего изобретения, получение рассчитываемого ультразвукового сигнала обеспечивается путем определения коэффициента усиления системы и/или параметра фокусировки зонда, соответствующих ультразвуковому сигналу, и выполнения операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала в соответствии с коэффициентом усиления системы и/или параметром фокусировки зонда. Благодаря этому упрощается процесс расчета затухания сигнала, что позволяет использовать в нем зонды промышленного типа, обеспечить удобство управления и повысить применимость. Кроме того, точность и эффективность расчета затухания могут быть повышены путем выполнения расчета затухания сразу после восстановления полученного ультразвукового сигнала.

[0044] На фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.3, этот способ предусматривает выполнение стадий, описанных ниже, на основе любого из вариантов осуществления, указанных выше.

[0045] Стадия 301: прием ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

[0046] Стадия 302: выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала;

[0047] Стадия 303: получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале, если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал временной области.

[0048] Стадия 304: расчет сигнальной энергии данных в одном или нескольких временных окнах в целевых данных; и

[0049] Стадия 305: выполнение операции аппроксимации в отношении энергии сигнала в одном или нескольких временных окнах для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0050] В этом варианте осуществления настоящего изобретения для повышения эффективности расчета может быть выполнен расчет затухания сигнала в отношении целевых данных в целевой области ультразвукового сигнала. После получения рассчитываемого ультразвукового сигнала сначала необходимо определить тип рассчитываемого ультразвукового сигнала. Если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал временной области, то обеспечивается получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале, и рассчитывается сигнальная энергия данных в одном или нескольких временных окнах в целевых данных. Следует отметить, что для реализации расчета сигнальной энергии целевых данных может быть использован любой способ, обеспечивающий возможность реализации расчета энергии сигнала, что не носит ограничительного характера в настоящем документе. Например, энергия сигнала целевой области может быть рассчитана с использованием метода квадрирования амплитуды. После получения интенсивности сигнальной энергии целевых данных в отношении энергии сигнала может быть выполнена операция аппроксимации для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0051] Следует отметить, что если текущий ультразвуковой сигнал представляет собой многолинейный сигнал, то этот многолинейный сигнал может быть разделен на множество блоков, после чего отдельно рассчитывается информация о затухании каждого блока, а затем рассчитывается среднее значение информации о затухании блоков для получения информации о затухании ультразвукового сигнала. За счет деления ультразвукового сигнала и последующего расчета среднего значения может быть повышена точность вычисления информации о затухании ультразвукового сигнала.

[0052] Способ расчета затухания сигнала, предложенный настоящим изобретением, предусматривает, что если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал временной области, то обеспечивается получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале, рассчитывается сигнальная энергия, по меньшей мере, одного раздела целевых данных, и в отношении энергии сигнала выполняется операция аппроксимации для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала, и тем самым реализуется вычисление информации о затухании ультразвукового сигнала временной области.

[0053] На фиг.4 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Этот способ предусматривает выполнение стадий, описанных ниже, на основе любого из вариантов осуществления, указанных выше.

[0054] Стадия 401: прием ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

[0055] Стадия 402: выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала;

[0056] Стадия 403: получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале, если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал частотной области;

[0057] Стадия 404: расчет сигнальной энергии данных, соответствующих одному или нескольким временным окнам в целевых данных, методом оконного преобразования Фурье; и

[0058] Стадия 405: выполнение операции аппроксимации в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0059] В этом варианте осуществления настоящего изобретения для повышения эффективности расчета такой расчет затухания сигнала может быть выполнен в отношении целевых данных о целевой области ультразвукового сигнала. После получения рассчитываемого ультразвукового сигнала сначала необходимо определить тип ультразвукового сигнала, подлежащего расчету. Если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал частотной области, то обеспечивается получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале и рассчитывается сигнальная энергия, по меньшей мере, одного раздела целевых данных. В частности, сигнальная энергия целевых данных может быть вычислена методом оконного преобразования Фурье. После получения интенсивности сигнальной энергии целевых данных для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала может быть выполнена операция аппроксимации в отношении энергии сигнала.

[0060] Способ расчета затухания сигнала согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения предусматривает, что если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал частотной области, то обеспечивается получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале; рассчитывается сигнальная энергия, по меньшей мере, одного раздела целевых данных методом оконного преобразования Фурье; и выполняется операция аппроксимации в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала, и таким образом реализуется вычисление информации о затухании ультразвукового сигнала частотной области.

[0061] Следует отметить, что для разных типов ультразвуковых сигналов может быть выполнено преобразование типов данных в отношении ультразвуковых сигналов, и для вычисления информации о затухании преобразованных ультразвуковых сигналов устанавливается один и тот же режим расчета. В частности, сигнал частотной области может быть преобразован в сигнал временной области, или же сигнал временной области может быть преобразован в сигнал частотной области, что не носит ограничительного характера в настоящем документе.

[0062] Кроме того, выполнение операции аппроксимации в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала на основании любого из вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных выше, предусматривает:

[0063] выполнение операции одномерной линейной аппроксимации, и/или аппроксимации методом наименьших квадратов, и/или аппроксимации методом кубических сплайнов в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0064] В этом варианте осуществления настоящего изобретения информация о затухании ультразвукового сигнала может быть вычислена путем использования метода линейной аппроксимации или метода нелинейной аппроксимации. Например, в частности, информация о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала может быть получена путем выполнения одномерной линейной аппроксимации, и/или аппроксимации методом наименьших квадратов, и/или аппроксимации методом кубических сплайнов в отношении сигнальной энергии целевых данных. Кроме того, для вычисления информации о затухании ультразвукового сигнала могут быть также использованы и другие алгоритмы аппроксимации, что не носит ограничительного характера в настоящем документе.

[0065] Согласно способу расчета затухания сигнала, предложенному этим вариантом осуществления, получение информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала обеспечивается путем выполнения одномерной линейной аппроксимации, и/или аппроксимации методом наименьших квадратов, и/или аппроксимации методом кубических сплайнов в отношении энергии сигнала, благодаря чему может быть точно вычислена информация о затухании ультразвукового сигнала.

[0066] На фиг.5 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ расчета затухания сигнала согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.5, этот способ дополнительно предусматривает выполнение стадий, описанных ниже, на основе любого из вариантов осуществления, указанных выше.

[0067] Стадия 501: прием ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

[0068] Стадия 502: выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала;

[0069] Стадия 503: определение типа рассчитываемого ультразвукового сигнала и вычисление информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала;

[0070] Стадия 504: определение несущей частоты целевых данных; и

[0071] Стадия 505: деление информации о затухании на несущую частоту целевых данных для получения затухания ультразвукового сигнала.

[0072] В этом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что после получения информации о затухании ультразвукового сигнала путем ее вычисления эта информация о затухании может быть нормализована для получения затухания ультразвукового сигнала. В частности, может быть определена несущая частота целевых данных, и на основании информации о затухании и несущей частоты целевых данных рассчитывается затухание рассчитываемого ультразвукового сигнала. В частности, информация о затухании ультразвукового сигнала может быть нормализована путем деления информации о затухании на несущую частоту целевых данных. В одном из примеров практического применения предусмотрено следующее: если вычисленная информация о затухании сигнала в области А равна 100 дБ/м, несущая частота сигнала в области А равна 2 МГц, вычисленная информация о затухании сигнала в области В равна 500 дБ/м, а несущая частота сигнала в области В равна 5 МГц, то информация о затухании каждого ультразвукового сигнала нормализуется путем деления информации о затухании на несущую частоту целевых данных, вследствие чего информация о затухании сигнала в области А может быть определена как 50 дБ/м/МГц, а информация о затухании сигнала в области В может быть определена как 100 дБ/м/МГц. Кроме того, за счет нормализации информации о затухании может быть обеспечено постоянство блока каждой области в ультразвуковом сигнале, что облегчает последующий расчет и обработку данных.

[0073] Согласно способу расчета затухания сигнала, предложенному этим вариантом осуществления, получение затухания ультразвукового сигнала обеспечивается путем определения несущей частоты целевых данных и деления информации о затухании на несущую частоту целевых данных. Таким образом, может быть обеспечено постоянство блока каждой области в ультразвуковом сигнале, что облегчает последующий расчет и обработку данных.

[0074] На фиг.6 показана структурная схема аппарата для расчета затухания сигнала согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.6, этот аппарат содержит:

[0075] приемный модуль 61, выполненный с возможностью приема ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

[0076] модуль 62 восстановления, выполненный с возможностью выполнения операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; и

[0077] вычислительный модуль 63, выполненный с возможностью определения типа рассчитываемого ультразвукового сигнала и вычисления информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0078] Что касается ультразвукового сигнала, то необходимо рассчитать его затухание для проведения анализа этого сигнала. Следовательно, сначала надо получить ультразвуковой сигнал, информацию о затухании которого необходимо вычислить; а получение ультразвукового сигнала может быть реализовано, в частности, ультразвуковой системой формирования изображений. Для фокусировки на части области обычно задаются определенные уставки, такие как фокусировка зонда или коэффициент усиления системы. В результате информация о затухании, полученная путем расчета ультразвукового сигнала на основании фокусировки зонда или коэффициента усиления системы, часто характеризуется недостаточной точностью. Для повышения точности информации о затухании сигнала после получения ультразвукового сигнала необходимо выполнить операцию по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала. Следует понимать, что существует два разных типа рассчитываемых ультразвуковых сигналов, а именно сигнал временной области и сигнал частотной области. Для обеспечения точности вычисления информации о затухании для соответствующих разных типов рассчитываемых ультразвуковых сигналов должны быть установлены разные режимы расчета. Следовательно, после получения рассчитываемого ультразвукового сигнала сначала необходимо определить тип рассчитываемого ультразвукового сигнала, после чего устанавливается режим расчета, соответствующий типу сигнала, исходя из разных типов сигнала, а затем рассчитывается ультразвуковой сигнал, подлежащий расчету, с использованием режима расчета, соответствующего конкретному типу сигнала, и таким образом обеспечивается получение информации о затухании, соответствующей ультразвуковому сигналу. В необязательном варианте ультразвуковой сигнал может представлять собой одномерный ультразвуковой сигнал, двухмерный ультразвуковой сигнал или трехмерный ультразвуковой сигнал, что не носит ограничительного характера в настоящем документе.

[0079] В соответствии с принципом действия аппарата для расчета затухания сигнала, предложенного этим вариантом осуществления настоящего изобретения, ультразвуковая система формирования изображений получает ультразвуковой сигнал; в отношении ультразвукового сигнала выполняется операция по восстановлению сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; определяется тип рассчитываемого ультразвукового сигнала, и вычисляется информация о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала. Благодаря этому упрощается процесс расчета затухания сигнала, что позволяет использовать в нем зонды промышленного типа, обеспечить удобство управления и повысить применимость. Кроме того, точность и эффективность расчета затухания могут быть повышены путем выполнения расчета затухания сразу после восстановления полученного ультразвукового сигнала.

[0080] Кроме того, если за основу взять любой из описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения, то модуль восстановления включает в себя:

[0081] блок определения, выполненный с возможностью определения коэффициента усиления системы и/или параметра фокусировки зонда, соответствующих ультразвуковому сигналу; и

[0082] блок восстановления, выполненный с возможностью выполнения операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала на основании коэффициента усиления системы и/или параметра фокусировки зонда для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала;

[0083] Кроме того, если за основу взять любой из описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения, то вычислительный модуль включает в себя:

[0084] первый приемный блок, выполненный с возможностью получения целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале, если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал временной области;

[0085] первый вычислительный блок, выполненный с возможностью расчета сигнальной энергии данных в одном или нескольких временных окнах в целевых данных; и

[0086] первый блок аппроксимации, выполненный с возможностью выполнения операции аппроксимации в отношении энергии сигнала в одном или нескольких временных окнах для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0087] Кроме того, если за основу взять любой из описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения, то вычислительный модуль включает в себя:

[0088] второй приемный блок, выполненный с возможностью получения целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале, если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал частотной области;

[0089] второй вычислительный блок, выполненный с возможностью расчета сигнальной энергии данных, соответствующих одному или нескольким временным окнам в целевых данных, методом оконного преобразования Фурье; и

[0090] второй блок аппроксимации, выполненный с возможностью выполнения операции аппроксимации в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0091] Кроме того, если за основу взять любой из описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения, то второй блок аппроксимации выполнен, в частности, с возможностью:

[0092] выполнения одномерной линейной аппроксимации, и/или аппроксимации методом наименьших квадратов, и/или аппроксимации методом кубических сплайнов в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

[0093] Кроме того, если за основу взять любой из описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения, то предложенный аппарат дополнительно содержит:

[0094] модуль определения, выполненный с возможностью определения несущей частоты целевых данных; и

[0095] модуль расчета затухания сигнала, выполненный с возможностью получения затухания ультразвукового сигнала путем деления информации о затухании на несущую частоту целевых данных.

[0096] На фиг.7 показана структурная схема устройства для расчета затухания сигнала согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.7, устройство для расчета затухания сигнала включает в себя: память 71 и процессор 72, при этом:

[0097] память 71 выполнена с возможностью хранения команд, исполняемых процессором 72; а

[0098] процессор 72 выполнен с возможностью реализации способа расчета затухания сигнала согласно любому из вариантов осуществления, указанных выше.

[0099] Еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно предложен машиночитаемый носитель данных, в котором хранятся исполняемые компьютером команды, причем исполняемые компьютером команды используются для реализации способа расчета затухания сигнала согласно любому из вариантов осуществления, указанных выше, при их исполнении процессором.

[00100] Специалистам в данной области техники должно быть абсолютно понятно, что для удобства и упрощения описания конкретный рабочий процесс аппарата, описанного выше, может относиться к соответствующему процессу в описанных выше вариантах осуществления способа, и поэтому далее по тексту он повторно не описывается.

[00101] Специалисты в данной области техники понимают, что все или часть стадий реализации каждого описанного выше варианта осуществления способа могут выполняться аппаратными средствами, сопряженными с командами программы. Указанная программа может храниться в машиночитаемом носителе данных. При исполнении программы выполняются стадии в рамках каждого варианта осуществления способа; а указанный машиночитаемый носитель данных включает в себя различные запоминающие устройства, в которых могут храниться программные коды, такие как постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), магнитный диск или оптический диск.

[00102] И, наконец, следует отметить, что описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения используются исключительно для иллюстрации, а не ограничения технических решений, реализованных в настоящем документе; и хотя заявленное изобретение подробно описано в привязке к вариантам осуществления, раскрытым выше, специалистам в данной области техники понятно, что технические решения, реализованные в вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных выше, тем не менее могут быть модифицированы, или же некоторые или все технические признаки могут быть эквивалентно заменены; и эти модификации или замены не приводит к отступлению соответствующих им технических решений от объема технических решений, реализованных в вариантах осуществления настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к области обработки данных для расчета затухания сигнала и машиночитаемому носителю данных. Предложен аппарат, включающий машиночитаемый носитель, для реализации способа, в котором осуществляют: прием ультразвукового сигнала, проникающего в ткань; выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; и определение того, является ли тип рассчитываемого ультразвукового сигнала сигналом временной области или сигналом частотной области, и вычисление информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала, включая: если рассчитываемый ультразвуковой сигнал является сигналом временной области, то (a1) получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале; (а2) расчет сигнальной энергии данных в одном или нескольких временных окнах в целевых данных; (а3) выполнение операции аппроксимации в отношении энергии сигнала в одном или нескольких временных окнах для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала; и если рассчитываемый ультразвуковой сигнал является сигналом частотной области, и (в1) получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале; (в2) расчет сигнальной энергии данных, соответствующих одному или нескольким временным окнам в целевых данных, методом оконного преобразования Фурье; (в3) выполнение операции аппроксимации в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала, причем выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала предусматривает: определение коэффициента усиления системы и параметра фокусировки зонда, соответствующих ультразвуковому сигналу; и выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала на основании коэффициента усиления системы и параметра фокусировки зонда для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала. В настоящем документе раскрыт способ, аппарат и устройство для расчета затухания сигнала и машиночитаемый носитель данных. Предложенный способ предусматривает: прием (101) ультразвукового сигнала ультразвуковой системой формирования изображений; выполнение (102) операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; определение типа рассчитываемого ультразвукового сигнала и вычисление (103) информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала. Благодаря этому упрощается процесс расчета затухания сигнала, что позволяет использовать в нем зонды промышленного типа, обеспечить удобство управления и повысить применимость. Точность и эффективность расчета затухания могут быть повышены путем выполнения операции по восстановлению сигнала в отношении полученного ультразвукового сигнала с последующим выполнением расчета его затухания. Группа изобретений обеспечивает эффективный расчет затухания сигнала. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ расчета затухания сигнала, предусматривающий:

прием ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; и

определение того, является ли тип рассчитываемого ультразвукового сигнала сигналом временной области или сигналом частотной области, и вычисление информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала, включая:

если рассчитываемый ультразвуковой сигнал является сигналом временной области, то

(a1) получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале;

(а2) расчет сигнальной энергии данных в одном или нескольких временных окнах в целевых данных;

(а3) выполнение операции аппроксимации в отношении энергии сигнала в одном или нескольких временных окнах для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала; и

если рассчитываемый ультразвуковой сигнал является сигналом частотной области, то

(в1) получение целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале;

(в2) расчет сигнальной энергии данных, соответствующих одному или нескольким временным окнам в целевых данных, методом оконного преобразования Фурье;

(в3) выполнение операции аппроксимации в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала, причем

выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала предусматривает:

определение коэффициента усиления системы и параметра фокусировки зонда, соответствующих ультразвуковому сигналу; и

выполнение операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала на основании коэффициента усиления системы и параметра фокусировки зонда для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала.

2. Способ по п. 1, в котором на этапе (в3) выполнение операции аппроксимации в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала предусматривает:

выполнения одномерной линейной аппроксимации, и/или аппроксимации методом наименьших квадратов, и/или аппроксимации методом кубических сплайнов в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

3. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что после определения типа рассчитываемого ультразвукового сигнала и вычисления информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала, этот способ дополнительно предусматривает:

определение несущей частоты целевых данных; и

деление информации о затухании на несущую частоту целевых данных для получения затухания ультразвукового сигнала.

4. Аппарат для расчета затухания сигнала, содержащий:

приемный модуль, выполненный с возможностью приема ультразвукового сигнала, проникающего в ткань;

модуль восстановления, выполненный с возможностью выполнения операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала, причем модуль восстановления включает блок определения, выполненный с возможностью определения коэффициента усиления системы и параметра фокусировки зонда, соответствующих ультразвуковому сигналу; и

блок восстановления, выполненный с возможностью выполнения операции по восстановлению сигнала в отношении ультразвукового сигнала на основании коэффициента усиления системы и параметра фокусировки зонда для получения рассчитываемого ультразвукового сигнала; и

вычислительный модуль, выполненный с возможностью определения того, является ли тип рассчитываемого ультразвукового сигнала сигналом временной области или сигналом частотной области, и вычисления информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала путем установления режима расчета, соответствующего этому типу, исходя из типа рассчитываемого ультразвукового сигнала, причем вычислительный модуль включает:

первый приемный блок, выполненный с возможностью получения целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале, если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал временной области;

первый вычислительный блок, выполненный с возможностью расчета сигнальной энергии данных в одном или нескольких временных окнах в целевых данных; и

первый блок аппроксимации, выполненный с возможностью выполнения операции аппроксимации в отношении энергии сигнала в одном или нескольких временных окнах для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала;

второй приемный блок, выполненный с возможностью получения целевых данных в рассчитываемом ультразвуковом сигнале, если рассчитываемый ультразвуковой сигнал представляет собой сигнал частотной области;

второй вычислительный блок, выполненный с возможностью расчета сигнальной энергии данных, соответствующих одному или нескольким временным окнам в целевых данных, методом оконного преобразования Фурье; и

второй блок аппроксимации, выполненный с возможностью выполнения операции аппроксимации в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

5. Аппарат по п. 4, в котором второй блок аппроксимации выполнен, в частности, с возможностью:

выполнения одномерной линейной аппроксимации, и/или аппроксимации методом наименьших квадратов, и/или аппроксимации методом кубических сплайнов в отношении энергии сигнала для получения информации о затухании рассчитываемого ультразвукового сигнала.

6. Аппарат по любому из пп. 4, 5, дополнительно содержащий:

модуль определения, выполненный с возможностью определения несущей частоты целевых данных; и

модуль расчета затухания сигнала, выполненный с возможностью получения затухания ультразвукового сигнала путем деления информации о затухании на несущую частоту целевых данных.

7. Устройство для расчета затухания сигнала, содержащее:

память и

процессор; при этом:

память выполнена с возможностью хранения команд, исполняемых процессором; а

процессор выполнен с возможностью реализации способа расчета затухания сигнала по любому из пп. 1-3.

8. Машиночитаемый носитель данных, в котором хранятся исполняемые компьютером команды, причем исполняемые компьютером команды используются для реализации способа расчета затухания сигнала по любому из пп. 1-3 при их исполнении процессором.