EP0170072A1 - Phased-array apparatus - Google Patents
Phased-array apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- EP0170072A1 EP0170072A1 EP85108128A EP85108128A EP0170072A1 EP 0170072 A1 EP0170072 A1 EP 0170072A1 EP 85108128 A EP85108128 A EP 85108128A EP 85108128 A EP85108128 A EP 85108128A EP 0170072 A1 EP0170072 A1 EP 0170072A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- delay
- phased array
- array device
- elements
- analog
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
- G10K11/346—Circuits therefor using phase variation
Definitions
- the invention relates to a phased array device according to the preamble of claim 1.
- SAW filter technology see e.g. Ultrasonics, Vol. 17, pp. 225 - 229, Sept. 1979.
- SAW filter technology it is necessary to mix the received signal of the individual ultrasound transducer element upwards in order to get into the high frequency band of 20-50 MHz required in SAW technology. After the summation of the individual received signals of the phased array, it must then be mixed again.
- Disadvantages of the SAW technology are the fact that up-mixers have to be used in each channel, which means a considerable outlay, and the difficulty in achieving a sufficiently fine gradation of the delay times for the SAW filters.
- This phase or time accuracy requires a sampling frequency f a > 28 MHz if the signal is to be processed digitally (EU-PS 0.027.618).
- This high sampling frequency nowadays requires the use of ECL devices and leads to a relatively expensive phased array device.
- Verzögerungsbauglieder provide the received signals with a short and e, -.er long delay. Then it is possible to combine several adjacent channels, eg 4, for signal processing.
- a second basic embodiment is characterized in that a TGC amplifier and an analog-digital converter module are connected downstream of the ultrasonic transducer elements.
- the respective control angle can be set very precisely because of the use of components with fixed component-specific delay times (tolerances) and the digital memory, especially some shift registers.
- the delay does not drift even after the phased array device has been used for a long time fear.
- the high accuracy in the setting of the control angle there is also a high level of accuracy in the focusing and thus a high resolving power. This is of particular interest when using concurrent focusing in the case of reception.
- the phased array device according to FIG. 1 which is used in particular for medical imaging, consists of a large number of individual ultrasound transducer elements E1, E2,... E64, which are used both for the emission and for the reception of ultrasound signals be used.
- E1, E2,... E64 Only the receiving part of the phased array device is shown. In such a device, the received ultrasound signals must be delayed with the high accuracy described above.
- the number of ultrasonic transducer elements should be large. As cheaper Compromise here is the number 64 with an element spacing of ⁇ / 2.
- the received ultrasound signals are provided with a short and a long delay. This makes it possible to combine adjacent signal processing channels. As will become clear later, 4 channels are combined in FIG. 1.
- the device contains a mixed delay technique, namely an analog pre-delay and a digital main delay. So it's a hybrid solution.
- the analog pre-delay is a fine delay. It takes place in an area labeled X. A total of 64 channels are provided in this area X. The fine deceleration takes place between 0 and 2 ⁇ .
- the area X is followed by an area Y which comprises only 16 channels. In this area Y there are amplifiers that can be controlled as a function of depth. Area Y is followed by area Z, which also comprises 16 channels. There is a long-term delay here.
- each ultrasound transducer element E1 to E64 is followed by a preamplifier V1 to V64 with a fixed gain.
- These preamplifiers V1 to V64 are each followed by a multiplexer M1 to M64.
- the respective multiplexer M can be supplied with clock pulses by a control device C, which is indicated by an arrow on the respective block M1 to M64.
- An analog pre-delay element T1 to T64 is assigned to the multiplexers M1 to M64. Its delay time, in particular in the range from 0 to 600 nsec, can be set using the associated multiplexer M1 to M64.
- the delay elements T1 to T64 can in particular be LC lines with a number of taps, e.g. Trade 16 taps. With such LC lines there is a delay which is precise enough for the present purposes.
- the combined received signal obtained in this way is amplified depending on the depth with the aid of controllable amplifiers TGC1 to TGC16, in order then to be able to use the A / D converter dynamics.
- the received signal is sampled using the quadrature method, ie in complex form.
- the phase accuracy of the entire delay unit remains constant, for example ⁇ / 12 if 1
- the output signal of the amplifier TGC1 is fed to a delay element, which consists of a memory N1 and two analog-digital converters Wl-1 and Wl-2 connected upstream thereof.
- the two converters break down the received signal into a real and an imaginary part.
- the converter Wl-1 generates the in-phase term or cosine component, while the converter Wl-2 provides the quadrature term or sine component.
- the downstream memory N 1 is preferably a shift register. This is scanned, for example, in ⁇ / 8 steps, for which purpose the control device C supplies appropriate control pulses.
- the coarse delay elements which are connected downstream of the further amplifiers TGC2 to TGC16, are constructed accordingly.
- the output signal of the adder A consists of an imaginary part i and a real part q, so it is complex. From these two parts i and q one can determine the relationship form the amount of signal that can be displayed on a screen.
- each channel has a series connection of an analog-digital converter W1 to W16 with a memory N1 to N16 controlled by a control device C '.
- the analog-to-digital converter W1 to W16 is each subjected to a sampling frequency f by the control device C '. This is preferably somewhat higher than the previously stated value of 10.5 MHz.
- Theoretical studies have shown that the frequency f can be below 20 MHz.
- the phase accuracy of the digital chain is determined by the sampling frequency certainly. At a sampling frequency
- FIG. 3 shows a fully digitized implementation of a delay concept, the delay in a phased array device again being divided into a fine delay (see area X) and a coarse delay (see area Z).
- 64 channels are again provided in the area X of the fine delay, while only 16 processing channels are provided in the subsequent coarse delay area Z.
- the components should be designed using ECL technology. It is assumed in the present case that the A / D conversion is carried out with a relatively high sampling frequency, which can also be greater than 28 MHz. In deviation from this, it can also be carried out according to the quadrature method, which is not shown in FIG. 3.
- each of the shift registers VL1 to VL64 can comprise a total of 16 stages, while each of the shift registers VR1 to VR16 contains four times these 16 stages.
- the same basic building blocks can be used in both types of shift registers.
- the function of the shift registers VL1 to VL64 corresponds to a combination of the multiplexers Ml to M64 and the time delay elements Tl to T64 from FIG. 1.
- the output of four such shift registers, for example VL1 to V14, each of which leads to neighboring ultrasonic transducer elements, for example E1 to E4 belong, are each connected together to a summing element S1 to S16.
- a summing element S1 to S16 instead of a combination of four channels each, another number can be used, for example a number of 8 channels.
- the delay times of the individual shift registers VL1 to VL64 can be changed under computer control during the reception of an ultrasound line, in particular in order to achieve dynamic focusing. For this purpose, their control inputs are connected to a control device C ".
- the outputs of the individual summing elements S1 to S16 are each connected to an addition element AGL via an assigned shift register VR1 to VR16, which bring about the longer of the two delays. This sums up the individual summarized and delayed signals.
- an output signal s' which is high-frequency compared to that of FIGS. 1 and 2. This high-frequency output signal s' corresponds to the amount and can be used for the image display. However, the two signal components i and q could also be derived from this high-frequency output signal s'.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Phased-Array-Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a phased array device according to the preamble of
Bei einem Phased-Array-Gerät, also einem elektronischen Sektor-Scanner, muß die Änderung der Verzögerung der Signale der einzelnen Ultraschall-Wandlerelemente im Sende- und Empfangsfall in sehr kleinen Schritten erfolgen, um Fehler bei der Einstellung des Steuerwinkels zu vermeiden. Infolge des größten Steuerwinkels von meist ± 45* bezüglich der Normalen der Wandlerelementreihe sind bei großen Steuerwinkeln relativ lange Verzögerungszeiten erforderlich, deren Länge zusätzlich noch stark von der gewählten Aperturlänge (Länge der aktiven Antenne) abhängt. Zum Ausgleich der Auflösungs- änderung mit der Tiefe wegen der begrenzten Tiefenschärfe der fokussierten Apertur ist es zweckmäßig, den Empfangsfokus mitlaufend anzupassen.In the case of a phased array device, that is to say an electronic sector scanner, the change in the delay in the signals of the individual ultrasound transducer elements in the case of transmission and reception must be carried out in very small steps in order to avoid errors in the adjustment of the control angle. As a result of the largest control angle of usually ± 45 * with respect to the normal to the row of transducer elements, relatively long delay times are required for large control angles, the length of which also strongly depends on the selected aperture length (length of the active antenna). In order to compensate for the change in resolution with the depth due to the limited depth of focus of the focused aperture, it is expedient to adapt the receiving focus continuously.
Der Stand der Technik sieht eine Einstellung der Verzögerungszeiten mit Hilfe von LC-Verzögerungsleitungen, die mit Einstellabgriffen versehen sind, vor. Diese relativ preiswerte Lösung eignet sich vor allem für kurze Verzögerungszeiten, d.h. für nicht schwenkende Abtastgeräte, z.B. für ein lineares Array. Bei längeren Verzögerungszeiten wirken die LC-Verzögerungsleitungen für höhere Frequenzen bandbegrenzend. Sie stellen also jeweils einen Tiefpaß dar, dessen Eckfrequenz ca. 5 MHz betragen kann. Gleichzeitig gehen Bauteiltoleranzen in hohem Maße auf die Genauigkeit der gesamten Verzögerung ein. Aus diesem Grund werden LC-Verzögerungsleitungen für Transducer-oder Wandlerfrequenzen generell nur bis ca. 3,5 MHz verwendet. Diese Technik wird auch als "Basisbandtechnik" bezeichnet.The prior art provides for setting the delay times with the aid of LC delay lines which are provided with setting taps. This relatively inexpensive solution is particularly suitable for short delay times, ie for non-pivoting scanning devices, for example for a linear array. With longer delay times, the LC delay lines have a band-limiting effect for higher frequencies. They each represent a low-pass filter whose corner frequency can be approximately 5 MHz. At the same time, component tolerances greatly affect the accuracy of the overall deceleration. For this For this reason, LC delay lines for transducer or converter frequencies are generally only used up to approx. 3.5 MHz. This technique is also called "baseband technique".
Höhere Transducerfrequenzen können mit Hilfe von LC-Verzögerungsleitungen durch Abwärtsmischen auf eine Zwischenfrequenz unter 3,5 MHz verarbeitet werden. Die Abwärtsmischtechnik setzt jedoch eine gleichbleibende Signalbandbreite und Sendepulslänge der einzelnen Wandlersignale voraus. Die zeitliche Sendepulslänge sollte aber im Interesse einer guten Auflösung beim Übergang zu hohen Transducerfrequenzen geändert, d.h. ver- ringert werden.Higher transducer frequencies can be processed using LC delay lines by downmixing to an intermediate frequency below 3.5 MHz. However, downmixing technology requires a constant signal bandwidth and transmission pulse length for the individual converter signals. The temporal transmission pulse length should however changed in the interest of good resolution in the transition to high transducer frequencies, ie comparable rin g ert.
Eine weitere Realisierungsmöglichkeit sieht die Oberflächenwellenfilter-Technik oder SAW-Filtertechnik (vgl. z.B. Ultrasonics, Vol. 17, pp. 225 - 229, Sept. 1979) vor. Hierzu ist es erforderlich, das Empfangssignal des einzelnen Ultraschallwandlerelements aufwärts zu mischen, um in das bei der SAW-Technik erforderliche hohe Frequenzband von 20-50 MHz zu kommen. Nach der Summation der einzelnen Empfangssignale des Phased Arrays muß dann wieder abgemischt werden. Nachteile der SAW-Technik sind die Tatsache, daß in jedem Kanal Aufwärtsmischer eingesetzt werden müssen, was einen beträchtlichen Aufwand bedeutet, sowie die Schwierigkeit, eine genügend feine Abstufung der Verzögerungszeiten bei den SAW-Filtern zu erzielen.Another possible implementation is provided by surface wave filter technology or SAW filter technology (see e.g. Ultrasonics, Vol. 17, pp. 225 - 229, Sept. 1979). For this purpose, it is necessary to mix the received signal of the individual ultrasound transducer element upwards in order to get into the high frequency band of 20-50 MHz required in SAW technology. After the summation of the individual received signals of the phased array, it must then be mixed again. Disadvantages of the SAW technology are the fact that up-mixers have to be used in each channel, which means a considerable outlay, and the difficulty in achieving a sufficiently fine gradation of the delay times for the SAW filters.
Aufwärts- und Abwärtsmischungen im Zusammenhang mit einem Phased-Array-Gerät sind z.B. aus Fig. 11 der DE-PS 28 54 134 bekannt. Eine digitale Verzögerungstechnik bei einem Phased-Array-Gerät wird in der EU-PS 0,027,618, insbesondere bei Fig. 1 und 2, beschrieben. Bei der Konzeption eines Phased-Array-Geräts sind auch folgende Gesichtspunkte zu berücksichtigen:Upward and downward mixtures in connection with a phased array device are known, for example, from FIG. 11 of DE-PS 28 54 134. A digital delay technique in a phased array device is described in EU-PS 0,027,618, in particular in FIGS. 1 and 2. When designing a phased array device, the following points should also be considered:
Nimmt man z.B. bei einer medizinischen Untersuchung eine Mittenfrequenz des Empfangsspektrums von fS = 3,5 MHz an und berücksichtigt man theoretisch eine Bandbreite Δf = f (2λ-Puls), so erhält man als Maximalfrequenz fsmax = fs + Δf/2 = 1,5 f s = 5,25 MHz. Daraus resultiert nach dem bekannten Abtasttheorem von Shannon eine Abtastfrequenz für das einzelne Ultraschall-Wandlerelement von fa > 2 f smax = 3 f s = 10,5 MHz. Diese Abtastfrequenz fa ist also die minimale Frequenz, um das einzelne Signal eines Wandlerelements rekonstruieren zu können.Assuming, for example, in a medical examination a center frequency of the reception spectrum of f S = 3.5 MHz and theoretically considering a bandwidth Δf = f (2λ pulse), the maximum frequency obtained is f smax = f s + Δf / 2 = 1.5 f s = 5.25 MHz. The result according to the known sampling theorem, a sampling frequency of Shannon for the individual ultrasonic transducer element of f a> 2 f smax = 3 f s = 10, 5 MHz. This sampling frequency fa is therefore the minimum frequency in order to be able to reconstruct the individual signal of a converter element.
Für die Quantisierung der Phase, d.h. eine ausreichende Genauigkeit der Zeitverzögerung zwischen zwei benachbarten Wandlerelementen, ist eine Abtastung mit mindestens 1/8 der Wellenlänge erforderlich. Dies ergibt eine quantisierte Phasenverschiebung innerhalb der Wellenlänge λ von 360°/8 = 45° oder (± 22,5°). Bei einer Mittenfrequenz fS = 3,5 MHz erhält man damit eine Zeitverzögerung von 35,7 nsec, d.h. + 17,9 nsec. Diese Phasen- oder Zeitgenauigkeit erfordert eine Abtastfrequenz fa > 28 MHz, wenn das Signal digital weiterverarbeitet werden soll (EU-PS 0,027,618). Diese hohe Abtastfrequenz setzt heutzutage den Einsatz von ECL-Bausteinen voraus und führt zu einem relativ teueren Phased-Array-Gerät.A sampling with at least 1/8 of the wavelength is required for the quantization of the phase, ie a sufficient accuracy of the time delay between two adjacent transducer elements. This results in a quantized phase shift within the wavelength λ of 360 ° / 8 = 45 ° or (± 22.5 °). With a center frequency f S = 3.5 MHz, a time delay of 35.7 nsec is obtained, ie + 17.9 nsec. This phase or time accuracy requires a sampling frequency f a > 28 MHz if the signal is to be processed digitally (EU-PS 0.027.618). This high sampling frequency nowadays requires the use of ECL devices and leads to a relatively expensive phased array device.
Ein Ausweg aus diesem Geschwindigkeitsproblem ist die Quadraturtechnik (vgl. DE-PS 28 54 134, Fig. 8), bei der zwei um 90° phasenverschobene Verzögerungskanäle zum Einsatz kommen. Hier liegt die minimale Abtastfrequenz bei fa = 10,5 MHz. Dies läßt einen Einsatz von energiesparenden Techniken (z.B. HCMOS, Low Power Schottky) zu. Die Quadraturtechnik erfordert aber einen relativ hohen Aufwand, da jeweils zwei Kanäle pro Wandlerelement für die Signalverarbeitung benötigt werden.One way out of this speed problem is quadrature technology (cf. DE-PS 28 54 134, FIG. 8), in which two delay channels are used that are phase-shifted by 90 °. Here the minimum sampling frequency is f a = 10.5 MHz. This allows the use of energy-saving techniques (e.g. HCMOS, Low Power Schottky). Quadrature technology, however, requires a relatively high level of effort, since two channels per converter element are required for signal processing.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Phased-Array-Geräts, das eine hohe Genauigkeit bei der Einstellung des Steuerwinkels ermöglicht und dennoch nur einen vergleichsweise geringen Aufwand erfordert.The aim of the invention is to provide a phased array device which enables a high degree of accuracy in the adjustment of the control angle and yet only requires a comparatively small outlay.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verzögerungsbauglieder die empfangenen Signale mit einer kurzen und mit e,-.er langen Verzögerung versehen. Dann ist es möglich, mehrere benachbarte Kanäle, z.B. 4, für die Signalverarbeitung zusammenzufassen.This object is inventively achieved in that the Verzögerungsbauglieder provide the received signals with a short and e, -.er long delay. Then it is possible to combine several adjacent channels, eg 4, for signal processing.
Eine erste grundlegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwandler-Elemente an erste Verzögerungsbauglieder zur analogen Feinverzögerung der Empfangssignale angeschlossen sind, daß jeweils eine vorgegebene Anzahl der Bauglieder mit einem gemeinsamen Summierglied verbunden ist, daß die Ausgangssignale der Summierglieder zweiten Verzögerungsbaugliedern zur Grobverzögerung zugeführt sind, und daß die von den zweiten Verzögerungsbaugliedern abgegebenen Ausgangssignale einem digitalen Addierglied zugeführt sind, an dessen Ausgang ein Summensignal abgegeben wird, das zur Bilddarstellung vorgesehen ist.A first basic embodiment is characterized in that the ultrasonic transducer elements are connected to first delay elements for the analog fine delay of the received signals, that a predetermined number of elements is connected to a common summing element, that the output signals of the summing elements are fed to second delay elements for coarse delay, and that the output signals emitted by the second delay elements are fed to a digital adder, at the output of which a sum signal is emitted which is provided for image display.
Eine zweite grundlegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß den Ultraschallwandler-Elementen jeweils ein TGC-Verstärker und ein Analog-Digital-Wandlerbaustein nachgeschaltet ist.A second basic embodiment is characterized in that a TGC amplifier and an analog-digital converter module are connected downstream of the ultrasonic transducer elements.
Als Vorteil der Erfindung wird es angesehen, daß der jeweilige Steuerwinkel wegen der Verwendung von Bausteinen mit festen bausteinspezifischen Verzögerungszeiten (Toleranzen) und der digitalen Speicher, speziell einiger Schieberegister , sehr genau eingestellt werden kann. Ein Driften der Verzögerung auch nach längerem Einsatz des Phased-Array-Geräts ist nicht zu befürchten. Infolge der hohen Genauigkeit bei der Einstellung des Steuerwinkels ergibt sich auch eine hohe Genauigkeit bei der Fokussierung und damit ein hohes Auflösungsvermögen. Dies ist von besonderem Interesse bei Anwendung der mitlaufenden Fokussierung im Empfangsfalle.It is considered an advantage of the invention that the respective control angle can be set very precisely because of the use of components with fixed component-specific delay times (tolerances) and the digital memory, especially some shift registers. The delay does not drift even after the phased array device has been used for a long time fear. As a result of the high accuracy in the setting of the control angle, there is also a high level of accuracy in the focusing and thus a high resolving power. This is of particular interest when using concurrent focusing in the case of reception.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in drei Figuren dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine erste Ausführungsform, bei der sowohl von einer analogen als auch von einer digitalen Verzögerung Gebrauch gemacht wird;
- Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, die gegenüber der Ausführungsform nach
Figur 1 vereinfacht aufgebaut ist; und - Fig. 3 eine dritte Ausführungsform, die auf einem voll digitalen Verzögerungskonzept beruht.
- 1 shows a first embodiment in which use is made of both an analog and a digital delay;
- Fig. 2 shows a second embodiment, which is simplified compared to the embodiment of Figure 1; and
- Fig. 3 shows a third embodiment, which is based on a fully digital delay concept.
Das Phased-Array-Gerät nach Figur 1, das insbesondere für medizinische Bilddarstellungen herangezogen wird, besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Ultraschallwandler-Elementen E1, E2, ... E64, die sowohl für die Emission als auch für den Empfang von Ultraschall-Signalen herangezogen werden. In Figur 1 ist lediglich der Empfangsteil des Phased-Array-Geräts dargestellt. In einem solchen Gerät müssen die empfangenen Ultraschall-Signale mit der eingangs beschriebenen hohen Genauigkeit verzögert werden. Zur Vermeidung von Antennen-Gitterstörungen (grating lobes) und zur Erzielung einer ausreichenden Auflösung sollte die Anzahl der Ultraschallwandler-Elemente groß gewählt werden. Als günstiger Kompromiß bietet sich vorliegend die Zahl 64 bei einem Elementeabstand von λ/2 an.The phased array device according to FIG. 1, which is used in particular for medical imaging, consists of a large number of individual ultrasound transducer elements E1, E2,... E64, which are used both for the emission and for the reception of ultrasound signals be used. In Figure 1, only the receiving part of the phased array device is shown. In such a device, the received ultrasound signals must be delayed with the high accuracy described above. In order to avoid antenna grating interference (grating lobes) and to achieve sufficient resolution, the number of ultrasonic transducer elements should be large. As cheaper Compromise here is the
Um den Aufwand gering zu halten, der bei einem Einsatz eines Verzögerungskonzepts mit der oben angegebenen Phasengenauigkeit entstehen würde, ist nach Figur 1 vorgesehen, daß die empfangenen Ultraschall-Signale mit einer kurzen und mit einer langen Verzögerung versehen werden. Hierdurch ist es möglich, benachbarte Signalverarbeitungskanäle zusammenzufassen. Wie später deutlich wird, sind in Figur 1 jeweils 4 Kanäle zusammengefaßt.In order to keep the effort low, which would result from using a delay concept with the phase accuracy specified above, it is provided according to FIG. 1 that the received ultrasound signals are provided with a short and a long delay. This makes it possible to combine adjacent signal processing channels. As will become clear later, 4 channels are combined in FIG. 1.
Nach Figur 1 enthält das Gerät eine gemischte Verzögerungstechnik, nämlich eine analoge Vorverzögerung und eine digitale Hauptverzögerung. Es handelt sich also um eine hybride Lösung. Die analoge Vorverzögerung ist eine Feinverzögerung. Sie spielt sich in einem Bereich ab, der mit X bezeichnet ist. In diesem Bereich X sind insgesamt 64 Kanäle vorgesehen. Die Feinverzögerung findet dabei zwischen 0 und 2λ statt. Dem Bereich X schließt sich ein Bereich Y an, der nur noch 16 Kanäle umfaßt. In diesem Bereich Y sind tiefenabhängig regelbare Verstärker untergebracht. Dem Bereich Y schließt sich ein Bereich Z an, der ebenfalls 16 Kanäle umfaßt. Hier findet eine Langzeitverzögerung statt.According to FIG. 1, the device contains a mixed delay technique, namely an analog pre-delay and a digital main delay. So it's a hybrid solution. The analog pre-delay is a fine delay. It takes place in an area labeled X. A total of 64 channels are provided in this area X. The fine deceleration takes place between 0 and 2λ. The area X is followed by an area Y which comprises only 16 channels. In this area Y there are amplifiers that can be controlled as a function of depth. Area Y is followed by area Z, which also comprises 16 channels. There is a long-term delay here.
Experimente haben gezeigt, daß bei medizinischen Untersuchungen mit einem elektronischen Sektor-Scanner Gesamt-Verzögerungszeiten erforderlich sind, die im Bereich von 6 bis 12 psec liegen. Im vorliegenden Fall übernimmt bei Zugrundelegung dieser Werte die Feinverzögerung im Bereich X eine Verzögerung von 0 bis 600 nsec, und die Grobverzögerung im Bereich Z übernimmt eine Verzögerung zwischen 5,4 und 11,4 psec.Experiments have shown that medical examinations with an electronic sector scanner require total delay times which are in the range of 6 to 12 psec. In the present case, based on these values, the fine delay in the area X assumes a delay of 0 to 600 nsec, and the coarse delay in the area Z assumes a delay between 5.4 and 11.4 psec.
Nach Figur 1 ist jedem Ultraschallwandler-Element El bis E64 ein Vorverstärker Vl bis V64 mit fester Verstärkung nachgeschaltet. Diesen Vorverstärkern Vl bis V64 ist wiederum jeweils ein Multiplexer Ml bis M64 nachgeschaltet. Der jeweilige Multiplexer M kann von einer Steuerungseinrichtung C mit Taktimpulsen beaufschlagt werden, was durch einen Pfeil am jeweiligen Block Ml bis M64 gekennzeichnet ist. Den Multiplexern Ml bis M64 ist jeweils ein analoges Vorverzögerungsglied Tl bis T64 zugeordnet. Dessen Verzögerungszeit, insbesondere im Bereich von 0 bis 600 nsec, kann mit Hilfe des zugehörigen Multiplexers M1 bis M64 eingestellt werden. Bei den Verzögerungsgliedern Tl bis T64 kann es sich insbesondere um LC-Leitungen mit einer Anzahl von Abgriffen, z.B. 16 Abgriffen handeln. Bei solchen LC-Leitungen ergibt sich eine Verzögerung, die für die vorliegenden Zwecke genau genug ist.According to FIG. 1, each ultrasound transducer element E1 to E64 is followed by a preamplifier V1 to V64 with a fixed gain. These preamplifiers V1 to V64 are each followed by a multiplexer M1 to M64. The respective multiplexer M can be supplied with clock pulses by a control device C, which is indicated by an arrow on the respective block M1 to M64. An analog pre-delay element T1 to T64 is assigned to the multiplexers M1 to M64. Its delay time, in particular in the range from 0 to 600 nsec, can be set using the associated multiplexer M1 to M64. The delay elements T1 to T64 can in particular be LC lines with a number of taps,
Mit Hilfe der Multiplexer M1 bis M64 ist somit die Feinverzögerung dynamisch, d.h. während des Empfangs einer jeden Ultraschallzeile, umschaltbar. Auf diese Weise läßt sich eine dynamische Fokussierung erreichen.With the help of the multiplexers M1 to M64, the fine deceleration is dynamic, i.e. switchable while receiving each ultrasound line. In this way, dynamic focusing can be achieved.
Die Signalverarbeitung von jeweils vier benachbarten Ultraschallelementen El bis E64 ist im vorliegenden Fall zusammengefaßt. Zu diesem Zweck sind beispielsweise die Verzögerungsglieder Tl bis T4 an ein gemeinsames Summierglied Sl angeschlossen. Entsprechend sind z.B. auch die Verzögerungsglieder T61 bis T64 an ein gemeinsames Summierglied S16 angeschlossen. Die Feinverzögerung umfaßt dabei, wie angegeben, die Zeitdauer von mindestens 2λ, um jeweils vier solcher Nachbarelemente zusammenfassen zu können. Der Wert 2λ ist dabei eine empirisch gefundene Größe. Sie stellt einen Kompromiß dar, der bei den meisten Ultraschall-Applikatoren nach dem Phased-Array-Prinzip anwendbar ist. Anstelle von vier Kanälen könnten im übrigen auch zwei, sechs oder aber acht Kanäle jeweils zusammengefaßt sein. Nach der Summation der - Signale von jeweils vier Nachbarkanälen in den Summiergliedern S1 bis S16 wird das so gewonnene zusammengefaßte Empfangssignal jeweils mit Hilfe von regelbaren Verstärkern TGC1 bis TGC16 tiefenabhängig verstärkt, um anschließend die A/D-Wandler-Dynamik nutzen zu können.The signal processing of four adjacent ultrasound elements E1 to E64 is summarized in the present case. For this purpose, the delay elements Tl to T4 are connected to a common summing element S1. Correspondingly, the delay elements T61 to T64 are also connected to a common summing element S16. As stated, the fine delay comprises the time period of at least 2λ in order to be able to combine four such neighboring elements. The value 2λ is an empirically found variable. It represents a compromise that can be applied to most ultrasound applicators based on the phased array principle. Instead of four channels could also be combined two, six or eight channels each. After the summation of the signals from four adjacent channels in the summing elements S1 to S16, the combined received signal obtained in this way is amplified depending on the depth with the aid of controllable amplifiers TGC1 to TGC16, in order then to be able to use the A / D converter dynamics.
Nach der Verstärkung in den Verstärkern TGC1 bis TGC16 ergeben sich zwei Realisierungsmöglichkeiten, die in den Figuren 1 und 2 getrennt dargestellt sind. Nach Figur 1 wird das Empfangssignal im Quadraturverfahren, d.h. in komplexer Form, abgetastet. Hierdurch bleibt die Phasengenauigkeit der gesamten Verzögerungseinheit konstant, z.B. λ/12, wenn
Im einzelnen wird nach Figur 1 das Ausgangssignal des Verstärkers TGC1 einem Verzögerungsglied zugeführt, welches aus einem Speicher N1 und zwei diesem vorgeschalteten Analog-Digital-Wandlern Wl-1 und Wl-2 besteht. Der erste Wandler Wl-1 ist mit einer Taktfrequenz f beaufschlagt, die beispielsweise der eingangs genannten Abtastfrequenz fa = 10,5 MHz gleich ist. Der zweite Wandler Wl-2 wird mit derselben Taktfrequenz getaktet, jedoch ist das Taktsignal gegenüber demjenigen des ersten Wandlers Wl-1 um 90° verschoben. Dies wird dadurch zum Ausdruck gebracht, daß die Frequenzen mit f( ρ = 0') bzw. f( i = 90°) bezeichnet sind. Die beiden Wandler bewirken eine Zerlegung des Empfangssignals in einen Real- und einen Imaginärteil. Der Wandler Wl-1 erzeugt dabei den In-Phase-Term oder Kosinus-Anteil, während der Wandler Wl-2 den Quadratur-Term oder Sinus-Anteil bereitstellt. Der nachgeschaltete Speicher Nl ist vorzugsweise ein Schieberegister. Dieses wird z.B. in λ/8-Schritten abgetastet, wozu ihm von der Steuereinrichtung C entsprechende Steuerimpulse zugeführt werden.After the amplification in the amplifiers TGC1 to TGC16, there are two implementation options, which are shown separately in FIGS. 1 and 2. According to FIG. 1, the received signal is sampled using the quadrature method, ie in complex form. As a result, the phase accuracy of the entire delay unit remains constant, for example λ / 12 if
1, the output signal of the amplifier TGC1 is fed to a delay element, which consists of a memory N1 and two analog-digital converters Wl-1 and Wl-2 connected upstream thereof. A clock frequency f is applied to the first converter Wl-1, which is, for example, the sampling frequency f a = 10.5 MHz mentioned at the beginning. The second converter Wl-2 is clocked at the same clock frequency, but the clock signal is shifted by 90 ° with respect to that of the first converter Wl-1. This is expressed in that the frequencies are denoted by f (ρ = 0 ') or f (i = 90 °). The two converters break down the received signal into a real and an imaginary part. The converter Wl-1 generates the in-phase term or cosine component, while the converter Wl-2 provides the quadrature term or sine component. The
Die Grobverzögerungsglieder, die den weiteren Verstärkern TGC2 bis TGC16 nachgeschaltet sind, sind_entsprechend aufgebaut. Insgesamt sind also 16 Speicher N1 bis N16 vorhanden. Diese sind ausgangseitig gemeinsam an ein Addierglied A angeschlossen. Die Speicher N1 bis N16, in Zusammenarbeit mit den vorgeschalteten Analog-Digital-Wandlern Wl-1 bis W16-2, dienen somit zur Langzeitverzögerung. Mit ihrer Hilfe läßt sich insbesondere der Schwenk- oder der Ablenkwinkel bei einem Phased-Array-Gerät einstellen.The coarse delay elements, which are connected downstream of the further amplifiers TGC2 to TGC16, are constructed accordingly. There are a total of 16 memories N1 to N16. On the output side, these are jointly connected to an adder A. The memories N1 to N16, in cooperation with the upstream analog-digital converters Wl-1 to W16-2, are used for long-term delays. With their help, the pivoting or deflection angle in particular can be set in a phased array device.
Das Ausgangssignal des Addiergliedes A besteht aus einem imaginären Anteil i und einem reellen Anteil q, ist also komplex. Aus diesen beiden Anteilen i und q lä8t sich nach der Beziehung
Die Ausführungsform von Figur 2 entspricht weitgehend derjenigen von Figur 1. Jedoch sind im vorliegenden Fall die zweiten Verzögerungsglieder anders, d.h. einfacher aufgebaut. Diese vereinfachte Ausführungsform läßt somit eine gewisse Welligkeit zu, wobei anzumerken ist, daß diese für die Bildqualität unerheblich ist. Im Unterschied zu Figur 1 wird das zusammengefaßte Empfangssignal nicht im Quadraturverfahren, sondern jeweils einkanalig abgetastet. In jedem Kanal ist zu diesem Zweck eine Hintereinanderschaltung von einem Analog-Digital-Wandler Wl bis W16 mit einem von einer Steuereinrichtung C' gesteuerten Speicher N1 bis N16 vorhanden. Der Analog-Digital-Wandler Wl bis W16 wird von der Steuereinrichtung C' jeweils mit einer Abtastfrequenz f beaufschlagt. Diese ist bevorzugt etwas höher als der zuvor angegebene Wert von 10,5 MHz. Theoretische Untersuchungen haben ergeben, daß die Frequenz f aber unter 20 MHz liegen kann. Die Phasengenauigkeit der digitalen Kette wird von der Abtastfrequenz
erhält man beispielsweise eine Phasengenauigkeit von λ/5.For example, to obtain a Phasengenaui g speed of λ /. 5
Nach der Literaturstelle G.F. Manez: "Design of a simplified delayed system for ultrasound phased array imaging" in IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics, Vol. SU-30, No. 6, Seite 350f, genügt bei den einzelnen Verzögerungsgliedern Wl, N1 bis W16, N16 eine gröbere Quantisierung der Verzögerung, wenn der Träger hinreichend genau durch eine Feinverzögerung verzögert wird. Dies ist vorliegend durch die Feinverzögerung im Bereich X der Fall.According to the G.F. Manez: "Design of a simplified delayed system for ultrasound phased array imaging" in IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics, Vol. SU-30, No. 6, page 350f, a coarser quantization of the delay is sufficient for the individual delay elements W1, N1 to W16, N16 if the carrier is decelerated sufficiently precisely by a fine delay. This is the case here due to the fine deceleration in area X.
Am Ausgang des den Verzögerungsgliedern W1, N1 bis W16, N16 nachgeschalteten Addiergliedes A ergibt sich automatisch ein Betragssignal s, das dem Wert
Figur 3 zeigt eine voll digitalisierte Realisierungsform eines Verzögerungskonzepts, wobei in einem Phased-Array-Gerät die Verzögerung wiederum in eine Feinverzögerung (siehe Bereich X) und in eine Grobverzögerung (siehe Bereich Z) unterteilt ist. Im Bereich X der Feinverzögerung sind wiederum im vorliegenden Ausführungsbeispiel 64 Kanäle vorgesehen, während im darauffolgenden Grobverzögerungsbereich Z nur 16 Verarbeitungskanäle vorgesehen sind.FIG. 3 shows a fully digitized implementation of a delay concept, the delay in a phased array device again being divided into a fine delay (see area X) and a coarse delay (see area Z). In the present exemplary embodiment, 64 channels are again provided in the area X of the fine delay, while only 16 processing channels are provided in the subsequent coarse delay area Z.
Nach Figur 3 ist den 64 Ultraschallwandler-Elementen El bis E64 (bei ausschließlich digitaler Realisierung der Verzögerung) jeweils ein Tiefenausgleichsverstärker TV1 bis TV64 nachgeschaltet. Diese Tiefenausgleichsverstärker sind regelbar und entsprechen den Verstärkern TGC1 bis TGC16 der Figuren 1 und 2. Somit wird das Empfangssignal eines jeden Elements El bis E64 tiefenabhängig verstärkt. Es wird anschließend mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers AD1 bis AD64 digitalisiert. Diese Analog-Digital-Wandler AD1 bis AD64 werden vorliegend mit einer höheren Frequenz betrieben als diejenigen in den Figuren 1 und 2, beispielsweise mit einer Frequenz f' von 28 MHz, um mit λ/8 arbeiten zu können. Eine so hohe Frequenz bedeutet allerdings, daß die Bauelemente in ECL-Technik ausgelegt sein sollten. Vorliegend wird also angenommen, daß die A/D-Wandlung mit relativ hoher Abtastfrequenz, die auch größer als 28 MHz sein kann, durchgeführt wird. Abweichend davon kann sie aber auch, was in Figur 3 nicht gezeigt ist, nach dem Quadraturverfahren ausgeführt werden.After 3 shows the
Zur Reduzierung des Aufwandes an digitalen Elementen, insbesondere an Busleitungen, wird bei der vorliegenden rein digitalen Lösung eine Aufteilung in eine Feinverzögerung mit Hilfe von 64 Schieberegistern VL1 bis VL64 und in eine Grobverzögerung mit Hilfe von 16 Schieberegistern VR1 bis VR16 vorgenommen. Die genannten Schieberegister VL1 bis VL64 und VR1 bis VR16 sind insbesondere Schieberegister mit variabler Länge. Dabei kann beispielsweise jedes der Schieberegister VL1 bis VL64 insgesamt 16 Stufen umfassen, während jedes der Schieberegister VR1 bis VR16 ein Vierfaches dieser 16 Stufen beinhaltet. Mit anderen Worten, in beiden Schieberegisterarten können dieselben Grundbausteine verwendet werden.In order to reduce the expenditure on digital elements, in particular on bus lines, the present purely digital solution is divided into a fine delay using 64 shift registers VL1 to VL64 and a coarse delay using 16 shift registers VR1 to VR16. The shift registers VL1 to VL64 and VR1 to VR16 are, in particular, shift registers with a variable length. For example, each of the shift registers VL1 to VL64 can comprise a total of 16 stages, while each of the shift registers VR1 to VR16 contains four times these 16 stages. In other words, the same basic building blocks can be used in both types of shift registers.
Die Schieberegister VL1 bis VL64 entsprechen in ihrer Funktion einer Kombination der Multiplexer Ml bis M64 und der Zeitverzögerungsglieder Tl bis T64 von Figur 1. Der Ausgang von vier solcher Schieberegister, z.B. VL1 bis V14, die jeweils zu benachbarten Ultraschallwandler-Elementen, z.B. El bis E4 gehören, sind jeweils gemeinsam an ein Summierglied Sl bis S16 angeschlossen. Anstelle von einer Zusammenfassung von jeweils vier Kanälen kann auch eine andere Anzahl, z.B. eine Zahl von 8 Kanälen, gewählt sein. Die Verzögerungszeiten der einzelnen Schieberegister VL1 bis VL64 können während des Empfangs einer Ultraschallzeile rechnergesteuert verändert werden, insbesondere um eine dynamische Fokussierung zu erzielen. Zu diesem Zweck sind ihre Steuereingänge mit einer Steuereinrichtung C" verbunden.The function of the shift registers VL1 to VL64 corresponds to a combination of the multiplexers Ml to M64 and the time delay elements Tl to T64 from FIG. 1. The output of four such shift registers, for example VL1 to V14, each of which leads to neighboring ultrasonic transducer elements, for example E1 to E4 belong, are each connected together to a summing element S1 to S16. Instead of a combination of four channels each, another number can be used, for example a number of 8 channels. The delay times of the individual shift registers VL1 to VL64 can be changed under computer control during the reception of an ultrasound line, in particular in order to achieve dynamic focusing. For this purpose, their control inputs are connected to a control device C ".
Es ist also festzuhalten, daß mit Hilfe von Summiergliedern Sl bis S16 auch hier jeweils eine vorgegebene Anzahl von Datenkanälen zusammengefaßt wird.It should therefore be noted that a predetermined number of data channels is also combined here in each case with the aid of summing elements S1 to S16.
Die Ausgänge der einzelnen Summierglieder S1 bis S16 sind jeweils über ein zugeordnetes Schieberegister VR1 bis VR16, die die längere der beiden Verzögerungen bewirken, mit einem Additionsglied AGL verbunden. Dieses summiert die einzelnen zusammengefaßten und verzögerten Signale auf. An seinem Ausgang entsteht ein Ausgangssignal s', das gegenüber demjenigen von Figur 1 und 2 hochfrequent ist. Dieses hochfrequente Ausgangssignal s' entspricht dem Betrag und kann für die Bilddarstellung verwendet werden. Aus diesem hochfrequenten Ausgangssignal s' könnte man aber auch die beiden Signalanteile i und q ableiten.The outputs of the individual summing elements S1 to S16 are each connected to an addition element AGL via an assigned shift register VR1 to VR16, which bring about the longer of the two delays. This sums up the individual summarized and delayed signals. At its output there is an output signal s' which is high-frequency compared to that of FIGS. 1 and 2. This high-frequency output signal s' corresponds to the amount and can be used for the image display. However, the two signal components i and q could also be derived from this high-frequency output signal s'.
Auch bei der Ausführungsform nach Figur 3 ergibt sich eine präzise Einstellung und Steuerung der Verzögerung. Auch hier kann der Schwenk wieder über die dem Addierglied AGL unmittelbar vorgeschalteten Verzögerungsglieder für die Großverzögerung, d.h. die Schieberegister VR1 bis VR16, eingestellt werden.The embodiment according to FIG. 3 also results in precise setting and control of the delay. Here, too, the swivel can again be effected via the delay elements for the large delay, i.e. the shift registers VR1 to VR16 can be set.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT85108128T ATE46783T1 (en) | 1984-07-12 | 1985-07-01 | PHASED ARRAY DEVICE. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3425705 | 1984-07-12 | ||
DE19843425705 DE3425705A1 (en) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | PHASED ARRAY DEVICE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0170072A1 true EP0170072A1 (en) | 1986-02-05 |
EP0170072B1 EP0170072B1 (en) | 1989-09-27 |
Family
ID=6240486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP85108128A Expired EP0170072B1 (en) | 1984-07-12 | 1985-07-01 | Phased-array apparatus |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4829491A (en) |
EP (1) | EP0170072B1 (en) |
JP (1) | JPH0778492B2 (en) |
AT (1) | ATE46783T1 (en) |
DE (2) | DE3425705A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4975885A (en) * | 1988-09-30 | 1990-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Digital input stage for an ultrasound apparatus |
EP0430450A2 (en) * | 1989-11-28 | 1991-06-05 | Hewlett-Packard Company | 2-D phased array ultrasound imaging system with distributed phasing |
FR2721716A1 (en) * | 1994-06-27 | 1995-12-29 | Westinghouse Electric Corp | A beam shaping method and combined beam shaper, phase shifter and retarder, used in this method. |
Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1232059A (en) * | 1985-03-21 | 1988-01-26 | Donald C. Knudsen | Digital delay generator for sonar and radar beam formers |
DE3920705A1 (en) * | 1989-06-24 | 1991-01-10 | Honeywell Elac Nautik Gmbh | Digital processor displaying direction data from acoustic receivers - uses arrangement of summing modules to capture and process data for capture and process data for overall summing module |
US5263004A (en) * | 1990-04-11 | 1993-11-16 | Hewlett-Packard Company | Acoustic image acquisition using an acoustic receiving array with variable time delay |
US5269307A (en) * | 1992-01-31 | 1993-12-14 | Tetrad Corporation | Medical ultrasonic imaging system with dynamic focusing |
DE4223676C2 (en) * | 1992-07-17 | 1997-06-12 | Siemens Ag | Method for the adaptive spatial filtering of a desired signal and for the suppression of interfering signals when receiving radio signals |
US5928152A (en) * | 1994-08-05 | 1999-07-27 | Acuson Corporation | Method and apparatus for a baseband processor of a receive beamformer system |
US6029116A (en) * | 1994-08-05 | 2000-02-22 | Acuson Corporation | Method and apparatus for a baseband processor of a receive beamformer system |
US5793701A (en) * | 1995-04-07 | 1998-08-11 | Acuson Corporation | Method and apparatus for coherent image formation |
US5685308A (en) * | 1994-08-05 | 1997-11-11 | Acuson Corporation | Method and apparatus for receive beamformer system |
US5573001A (en) * | 1995-09-08 | 1996-11-12 | Acuson Corporation | Ultrasonic receive beamformer with phased sub-arrays |
US6128958A (en) * | 1997-09-11 | 2000-10-10 | The Regents Of The University Of Michigan | Phased array system architecture |
KR100264866B1 (en) | 1998-07-13 | 2000-09-01 | 윤종용 | Digital trank circuit for providing a plurality of trunk function |
US6421443B1 (en) | 1999-07-23 | 2002-07-16 | Acoustic Technologies, Inc. | Acoustic and electronic echo cancellation |
US6166573A (en) * | 1999-07-23 | 2000-12-26 | Acoustic Technologies, Inc. | High resolution delay line |
US10219815B2 (en) | 2005-09-22 | 2019-03-05 | The Regents Of The University Of Michigan | Histotripsy for thrombolysis |
US8057408B2 (en) * | 2005-09-22 | 2011-11-15 | The Regents Of The University Of Michigan | Pulsed cavitational ultrasound therapy |
US20070083120A1 (en) * | 2005-09-22 | 2007-04-12 | Cain Charles A | Pulsed cavitational ultrasound therapy |
EP2467062B1 (en) | 2009-08-17 | 2017-01-18 | Histosonics, Inc. | Disposable acoustic coupling medium container |
AU2010289769B2 (en) | 2009-08-26 | 2016-06-30 | Histosonics, Inc. | Micromanipulator control arm for therapeutic and imaging ultrasound transducers |
CA2770706C (en) * | 2009-08-26 | 2017-06-20 | Charles A. Cain | Devices and methods for using controlled bubble cloud cavitation in fractionating urinary stones |
US8539813B2 (en) | 2009-09-22 | 2013-09-24 | The Regents Of The University Of Michigan | Gel phantoms for testing cavitational ultrasound (histotripsy) transducers |
US9144694B2 (en) | 2011-08-10 | 2015-09-29 | The Regents Of The University Of Michigan | Lesion generation through bone using histotripsy therapy without aberration correction |
US9049783B2 (en) | 2012-04-13 | 2015-06-02 | Histosonics, Inc. | Systems and methods for obtaining large creepage isolation on printed circuit boards |
JP2015516233A (en) | 2012-04-30 | 2015-06-11 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン | Ultrasonic transducer manufacturing using rapid prototyping method |
US20140100459A1 (en) | 2012-10-05 | 2014-04-10 | The Regents Of The University Of Michigan | Bubble-induced color doppler feedback during histotripsy |
MX369950B (en) | 2013-07-03 | 2019-11-27 | Histosonics Inc | Histotripsy excitation sequences optimized for bubble cloud formation using shock scattering. |
US11432900B2 (en) | 2013-07-03 | 2022-09-06 | Histosonics, Inc. | Articulating arm limiter for cavitational ultrasound therapy system |
WO2015027164A1 (en) | 2013-08-22 | 2015-02-26 | The Regents Of The University Of Michigan | Histotripsy using very short ultrasound pulses |
ES2948135T3 (en) | 2015-06-24 | 2023-08-31 | Univ Michigan Regents | Histotripsy therapy systems for the treatment of brain tissue |
WO2017106834A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Ursus Medical, Llc | Ultrasound beamforming system and method with reconfigurable aperture |
JP2018146520A (en) * | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Ultrasonic flaw detection method, system, program, and storage medium |
KR20200018659A (en) | 2017-06-20 | 2020-02-19 | 버터플라이 네트워크, 인크. | Analog-to-Digital Signal Conversion in Ultrasonic Devices |
KR20200020798A (en) | 2017-06-20 | 2020-02-26 | 버터플라이 네트워크, 인크. | Multi-stage trans-impedance amplifier (TIA) for ultrasonic devices |
CA3066100A1 (en) | 2017-06-20 | 2018-12-27 | Butterfly Network, Inc. | Amplifier with built in time gain compensation for ultrasound applications |
JP2020524013A (en) | 2017-06-20 | 2020-08-13 | バタフライ ネットワーク,インコーポレイテッド | Single-ended transimpedance amplifier (TIA) for ultrasonic devices |
JP6993847B2 (en) * | 2017-11-07 | 2022-01-14 | 富士フイルムヘルスケア株式会社 | Ultrasound imager, ultrasonic probe, and transmitter |
CA3120586A1 (en) | 2018-11-28 | 2020-06-04 | Histosonics, Inc. | Histotripsy systems and methods |
CA3169465A1 (en) | 2020-01-28 | 2021-08-05 | The Regents Of The University Of Michigan | Systems and methods for histotripsy immunosensitization |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2736310A1 (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-02 | Hewlett Packard Co | DELAY ARRANGEMENT FOR A PICTURE DEVICE |
FR2399661A1 (en) * | 1977-08-05 | 1979-03-02 | Anvar | Ultrasonic picture scanning equipment - uses grouped receive elements with phase shift and multiplexing to produce picture without shadow (NL 7.2.79) |
DE2950461A1 (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | FOCUSING CIRCUIT FOR AN ULTRASONIC IMAGING SYSTEM |
DE3004689A1 (en) * | 1979-02-09 | 1980-10-30 | Varian Associates | ultrasonic scanner for objects and medical use - has additional variable delay elements in each channel for fine phase correction |
GB2053476A (en) * | 1979-07-09 | 1981-02-04 | Varian Associates | Ultrasonic imagining system using digital control |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4080838A (en) * | 1975-11-12 | 1978-03-28 | Hitachi Medical Corporation | Method and apparatus for controlling ultrasonic waves |
US4173007A (en) * | 1977-07-01 | 1979-10-30 | G. D. Searle & Co. | Dynamically variable electronic delay lines for real time ultrasonic imaging systems |
JPS5444375A (en) * | 1977-09-14 | 1979-04-07 | Oki Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic wave reflection system |
US4140022B1 (en) * | 1977-12-20 | 1995-05-16 | Hewlett Packard Co | Acoustic imaging apparatus |
US4127034A (en) * | 1977-12-23 | 1978-11-28 | General Electric Company | Digital rectilinear ultrasonic imaging system |
US4180790A (en) * | 1977-12-27 | 1979-12-25 | General Electric Company | Dynamic array aperture and focus control for ultrasonic imaging systems |
US4208916A (en) * | 1978-09-13 | 1980-06-24 | Picker Corporation | Electronic ultrasonic sector scanning apparatus and method |
DE2942049A1 (en) * | 1979-10-17 | 1981-05-21 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | DEVICE FOR ULTRASONIC SCANNING |
JPH0138540Y2 (en) * | 1980-06-30 | 1989-11-17 | ||
JPS5889007U (en) * | 1981-12-11 | 1983-06-16 | 株式会社日立メデイコ | Ultrasonic receiver |
JPS58141142A (en) * | 1982-02-17 | 1983-08-22 | 株式会社日立メディコ | Ultrasonic wave receiving and deflecting circuit |
JPS60196688A (en) * | 1984-03-19 | 1985-10-05 | Hitachi Medical Corp | Scanning type ultrasonic wave apparatus |
-
1984
- 1984-07-12 DE DE19843425705 patent/DE3425705A1/en not_active Withdrawn
-
1985
- 1985-06-17 US US06/745,969 patent/US4829491A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-07-01 EP EP85108128A patent/EP0170072B1/en not_active Expired
- 1985-07-01 AT AT85108128T patent/ATE46783T1/en not_active IP Right Cessation
- 1985-07-01 DE DE8585108128T patent/DE3573341D1/en not_active Expired
- 1985-07-08 JP JP60149879A patent/JPH0778492B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2736310A1 (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-02 | Hewlett Packard Co | DELAY ARRANGEMENT FOR A PICTURE DEVICE |
FR2399661A1 (en) * | 1977-08-05 | 1979-03-02 | Anvar | Ultrasonic picture scanning equipment - uses grouped receive elements with phase shift and multiplexing to produce picture without shadow (NL 7.2.79) |
DE2950461A1 (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | FOCUSING CIRCUIT FOR AN ULTRASONIC IMAGING SYSTEM |
DE3004689A1 (en) * | 1979-02-09 | 1980-10-30 | Varian Associates | ultrasonic scanner for objects and medical use - has additional variable delay elements in each channel for fine phase correction |
GB2053476A (en) * | 1979-07-09 | 1981-02-04 | Varian Associates | Ultrasonic imagining system using digital control |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA, Band 75, Nr. 6, Juni 1984, Seiten 1837-1847, Acoustical Society of America, New York, US; R.A. GABEL et al.: "Hybrid time-delay/phase-shift digital beamforming for uniform colinear arrays" * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4975885A (en) * | 1988-09-30 | 1990-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Digital input stage for an ultrasound apparatus |
EP0361264B1 (en) * | 1988-09-30 | 1994-08-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Digital input part for an ultrasonic apparatus |
EP0430450A2 (en) * | 1989-11-28 | 1991-06-05 | Hewlett-Packard Company | 2-D phased array ultrasound imaging system with distributed phasing |
EP0430450A3 (en) * | 1989-11-28 | 1991-12-11 | Hewlett-Packard Company | 2-d phased array ultrasound imaging system with distributed phasing |
FR2721716A1 (en) * | 1994-06-27 | 1995-12-29 | Westinghouse Electric Corp | A beam shaping method and combined beam shaper, phase shifter and retarder, used in this method. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4829491A (en) | 1989-05-09 |
JPH0778492B2 (en) | 1995-08-23 |
EP0170072B1 (en) | 1989-09-27 |
DE3425705A1 (en) | 1986-01-16 |
JPS6151560A (en) | 1986-03-14 |
DE3573341D1 (en) | 1989-11-02 |
ATE46783T1 (en) | 1989-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0170072B1 (en) | Phased-array apparatus | |
DE3918815C2 (en) | ||
DE69012238T2 (en) | Multi-lobe antenna system with active modules and with lobe formation through numerical calculation. | |
DE69126291T2 (en) | Digital beamforming technology with temporal noise injection | |
DE69106049T2 (en) | Ultrasound imaging device with adaptive phase aberration correction. | |
DE19581713B4 (en) | Baseband processor for processing signals from ultrasound receive beam-former - has complex response adjuster which operates on samples to effect phase and amplitude coherence between samples | |
DE2920828C2 (en) | Ultrasound imaging system | |
DE2920920C2 (en) | Ultrasound imaging device | |
DE69901921T2 (en) | Multi-beam phase-controlled antenna and associated method | |
EP0361264B1 (en) | Digital input part for an ultrasonic apparatus | |
DE112008002254T5 (en) | Digital radar or sonar device | |
DE3428046A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DELAYING AN ULTRASONIC SIGNAL | |
DE3742724A1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING ULTRASONIC IMAGES | |
DE69622420T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REDUCING UNWANTED FEEDBACK | |
DE3717841A1 (en) | RADIO ARROW DEVICE | |
EP0994358B1 (en) | Procedure for determining the impulse response of a broadband linear system and measuring system for the same | |
DE3634504C2 (en) | ||
EP0226821A1 (en) | Ultrasonic apparatus with dynamic change of the focal-reception position | |
DE2812575C2 (en) | Phased antenna field | |
DE69011261T2 (en) | Ultrasound echograph with digital device for shaping the beam when it is received. | |
DE69222702T2 (en) | Ultrasound receiver | |
DE2433337A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR SCANNING A CONVERTER ARRANGEMENT | |
DE2356712B2 (en) | Process for the formation of a magnetic resonance spectrum and spectrometer for its implementation | |
DE69410196T2 (en) | Method for beam compression of radar antenna diagrams | |
DE102005011768A1 (en) | Method for controlling an ultrasound probe and ultrasound diagnostic device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Designated state(s): AT DE FR GB IT NL |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19860226 |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19880211 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): AT DE FR GB IT NL |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED. Effective date: 19890927 |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 46783 Country of ref document: AT Date of ref document: 19891015 Kind code of ref document: T |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 3573341 Country of ref document: DE Date of ref document: 19891102 |
|
ET | Fr: translation filed | ||
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) | ||
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed | ||
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 19950622 Year of fee payment: 11 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: AT Payment date: 19950628 Year of fee payment: 11 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Payment date: 19950714 Year of fee payment: 11 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 19950717 Year of fee payment: 11 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Effective date: 19960701 Ref country code: AT Effective date: 19960701 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Effective date: 19970201 |
|
GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 19960701 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Effective date: 19970328 |
|
NLV4 | Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 19970201 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20030916 Year of fee payment: 19 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20050201 |