Ультразвуковая диагностическая система визуализации с пространственным составлением трапецеидального сектора

Авторы патента:

ОЛССОН, Ларс, Йонас (NL)

G01N29/04 - для обнаружения локальных дефектов в твердых телах (G01N 29/16,G01N 29/18,G01N 29/20 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2650738:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС Н.В. (NL)

Использование: для получения ультразвукового изображения объекта. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковая диагностическая система визуализации создает пространственно составные изображения в трапецеидальном секторе посредством объединения составляющих кадров, собранных с разных направлений наблюдения. Формат сканирования в режиме виртуального апекса применяется так, что каждая линия сканирования составляющего кадра исходит из отличающейся точки (E1, En) на рабочей поверхности матричного преобразователя и направляется под отличающимся углом сканирования. Для разных составляющих кадров линии сканирования направляются под соответственно разными углами. В показанном примере линии сканирования каждого составляющего кадра дополнительно отклоняются на пять градусов относительно соответствующих линий сканирования в опорном составляющем кадре. Когда составляющие кадры объединяются для пространственного составления, максимальное число составляющих кадров объединяется по, фактически, всему полю изображения. Технический результат: повышение качества ультразвукового изображения объекта. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Настоящее изобретение относится к ультразвуковым диагностическим системам визуализации, в частности к ультразвуковым диагностическим системам визуализации, которые формируют пространственно составные изображения в формате трапецеидального сектора.

Пространственное составление является методом визуализации, в котором несколько ультразвуковых изображений заданного объекта, которые получены с нескольких точек наблюдения или углов (направлений наблюдения), объединяются в одно составное изображение путем объединения данных, принятых из каждой точки в заданном объекте составного изображения, которые приняты с каждого угла или направления наблюдения. Примеры пространственного составления можно найти в патентах США №4649327 (Fehr et al.); №4319489 (Yamaguchi et al.); №4159462 (Rocha et al.); №6210328 (Robinson et al.); №6126598 (Entrekin et al.) и №6224552 (Jago et al.). Реально-временная пространственная составная визуализация выполняется быстрым сбором серии частично совпадающих составляющих кадров изображений под, по существу, независимыми пространственными направлениями, с использованием матричного преобразователя для реализации электронного управления пучком и/или электронного перемещения составляющих кадров. Составляющие кадры объединяются в составное изображение путем суммирования, усреднения, пикового детектирования или с помощью другого комбинационного средства. Последовательность сбора данных и формирование составных изображений непрерывно повторяются с частотой, ограниченной частотой сбора кадров, то есть временем, требуемым для сбора полного набора линий сканирования составляющих кадров по выбранной ширине и глубине визуализации. Составное изображение обычно показывает меньшую спекл-структуру и лучшее оконтуривание зеркальных отражателей, чем обычные ультразвуковые изображения с единственной точки наблюдения. Спекл-структура ослабляется (т.е. улучшается отношение спеклового сигнала к шуму) в корень квадратный из N раз в составном изображении из N составляющих кадров, при условии, что составляющие кадры, используемые для создания составного изображения, по существу, независимы и усредняются. Для определения меры независимости составляющих кадров применимы несколько критериев (см., например, O'Donnell et al., IEEE Trans. UFFC v.35, no.4, pp 470-76 (1988). На практике, для пространственной составной визуализации с управляемой линейной решеткой предполагается минимальный угол поворота между составляющими кадрами. Упомянутый минимальный угол обычно составляет порядка нескольких градусов, например, трех или четырех градусов.

Второй метод, которым пространственное составное сканирование повышает качество изображения, является улучшение получения зеркальных границ раздела. Например, криволинейная граница раздела костной и мягкой тканей создает сильное эхо, когда ультразвуковой пучок точно перпендикулярен границе раздела, и очень слабое эхо, когда пучок всего на несколько градусов отклонен от перпендикуляра. Упомянутые границы раздела часто криволинейны, и при обычном сканировании наблюдается только небольшой участок границы раздела. Пространственное составное сканирование получает виды границы раздела под многими разными углами, что делает криволинейную границу раздела видимой и непрерывной по большему полю обзора. Большее угловое разнесение обычно совершенствует неразрывность зеркальных заданных объектов. Однако доступное угловое разнесение ограничено углом приема элементов решетки преобразователя. Угол приема зависит от шага, частоты и способов изготовления элементов решетки преобразователя.

Пространственное составление можно выполнять в различных форматах изображения, используемых в ультразвуковой визуализации, включая секторные изображения и линейные изображения. Обычным форматом для пространственного составления является управляемый линейный формат, например, описанный в вышеупомянутых патентах авторов Robinson et al., Entrekin et al. и Jago et al. В данном формате каждый составляющий кадр формируется параллельными линиями сканирования, направляемыми в заданном направлении наблюдения. Например, первый составляющий кадр может быть получен с использованием линий сканирования, которые направлены все в направлении 0° (прямо вперед). Второй и третий составляющие кадры можно затем получить всеми линиями сканирования, направленными в направлении +15° и направлении -15° соответственно. Когда составляющие кадры объединяются с пространственным совмещением, они будут создавать изображение трапецеидальной формы, которое является пространственно составным. К сожалению, как изложено выше, эффекты пространственного составления не равномерны по всему изображению. Причина в том, что на разных площадках объединенного изображения степени совпадения изображений являются разными. Соответственно, пространственное составление желательно осуществлять в формате трапецеидального сканирования, в котором эффект пространственного составления объединяет большее число составляющих кадров по наибольшей протяженности пространственно составного изображения.

В соответствии с принципами настоящего изобретения, пространственно составные трапецеидальные изображения формируют сканированием составляющих кадров в режиме виртуального апекса. Виртуальный апекс является методом управления пучком фазированной решетки (в дальнейшем, фазированным пучком), при котором линии сканирования, которые сканируют поле изображения, направляются под разными углами. Данный метод называется виртуальным апексом потому, что все линии сканирования представляются исходящими из общей точки или апекса позади рабочей поверхности ультразвукового преобразователя. Составляющие кадры собираются в формате виртуального апекса с помощью линий сканирования, направляемых под отличающимися углами относительно рабочей поверхности преобразователя в каждом составляющем кадре. Когда составляющие кадры объединяются, происходит совпадение по значительному участку поля изображения, что обеспечивает высокую степень пространственного составления по большой области составного изображения.

На чертежах:

Фигура 1 - блок-схема ультразвуковой диагностической системы визуализации, созданной в соответствии с принципами настоящего изобретения;

Фигура 2 - блок-схема варианта осуществления процессора для пространственного составления, показанного на фигуре 1;

Фигуры 3a-3d - изображения области максимального качества изображения пространственно составного изображения, сформированного составляющими кадрами, полученными в формате управляемого линейного сканирования; и

Фигура 4a-4c - изображения составляющих кадров, полученных для формирования пространственно составного трапецеидального изображения и в соответствии с настоящим изобретением.

Сначала на фигуре 1 показана ультразвуковая диагностическая система визуализации, созданная в соответствии с принципами настоящего изобретения. Ультразвуковой датчик 10, включающий в себя планарный матричный преобразователь 12, который излучает пучки под разными углами по полю изображения, обозначенные штриховым прямоугольником и параллелограммами, оконтуривающими области, сканируемые посредством сканирования управляемым линейным пучком. На чертеже показаны три группы линий сканирования, обозначенных A, B и C, при этом каждая группа направлена под разным углом относительно рабочей поверхности матричного преобразователя. Матричный преобразователь может быть одномерной (1-мерной) решеткой преобразовательных элементов или двумерной (2-мерной) матричной решеткой преобразовательных элементов. Излучение пучков происходит под управлением излучателя 14, который управляет фазированием и временем включения каждого из элементов матричного преобразователя таким образом, чтобы излучать каждый пучок из предварительно заданной исходной точки вдоль решетки и под предварительно заданным углом. Когда используется 2-мерный матричный преобразователь, излучение и частичное формирование пучка обеспечивается интегральной схемой (ИС) формирователя микропучков (μΒF), расположенного в датчике 10. 1-Мерный матричный преобразователь также может использовать формирователь микропучков, при желании. Эхо-сигналы от каждой линии сканирования принимаются элементами решетки, оцифровываются посредством аналого-цифрового преобразования и подаются в цифровой формирователь 16 пучка. Когда используется формирователь микропучков, по меньшей мере частичное формирование пучка выполняется в датчике посредством формирователя микропучков перед тем, как сигналы вводятся в системный формирователь 16 пучка. Цифровой формирователь пучка задерживает и суммирует эхо-сигналы от элементов решетки или формирователя микропучков, чтобы формировать последовательность сфокусированных когерентных цифровых отсчетов эхо-сигналов вдоль каждой линии сканирования. Излучатель 14, формирователь микропучков и формирователь 16 пучка работают под управлением системного контроллера 18, который, в свою очередь, действует соответственно установочным параметрам средств управления на пользовательском интерфейсе 20, применяемым пользователем ультразвуковой системы. Системный контроллер управляет излучателем (и/или формирователем микропучков) для излучения требуемого числа групп линий сканирования под требуемыми углами, излучения энергий и частот. Системный контроллер также управляет цифровым формирователем пучка, чтобы надлежащим образом задерживать и объединять принятые эхо-сигналы при используемых апертурах и глубинах изображения.

Эхо-сигналы линий сканирования фильтруются программируемым цифровым фильтром 22, который задает полосу частот интереса. При визуализации контрастных веществ с использованием гармоник или при выполнении тканевой гармонической визуализации, полоса пропускания фильтра 22 устанавливается для пропускания гармоник полосы излучения. Затем фильтрованные сигналы детектируются детектором 24. В предпочтительном варианте осуществления фильтр и детектор включают в себя несколько фильтров и детекторов, так что принятые сигналы можно разделять по нескольким полосам пропускания, отдельно детектируемых и повторно объединяемых, чтобы ослаблять спекл-структуру изображения посредством частотного составления. Для визуализации в B-режиме, детектор 24 будет выполнять амплитудное детектирование огибающей эхо-сигналов. Для доплеровской визуализации ансамбли эхо-сигналов собираются для каждой точки в изображении и подвергаются доплеровской обработке, чтобы рассчитать доплеровский сдвиг или интенсивность сигнала в энергетическом Доплере.

В соответствии с принципами настоящего изобретения, цифровые эхо-сигналы обрабатываются методом пространственного составления в процессоре 30. Сначала цифровые эхо-сигналы предварительно обрабатываются предпроцессором 32. Предпроцессор 32 может предварительно умножать отсчеты сигналов, при желании, на весовой коэффициент. Отсчеты могут предварительно умножаться на весовой коэффициент, который является функцией числа составляющих кадров, используемых для формирования конкретного составного изображения. Предпроцессор может также взвешивать краевые линии, которые находятся на краю одного совпадающего изображения, чтобы сглаживать переходы, где изменяется число отсчетов или изображений, которые составляются. Предварительно обработанные отсчеты сигналов могут затем подвергаться передискретизации в передискретизаторе 34. Передискретизатор 34 может повторно пространственно совмещать расчеты одного составляющего кадра или с пикселями пространства отображения.

После передискретизации кадры составляются объединителем 36. Объединение содержать суммирование, усреднение, пиковое детектирование или другое средство объединения. Объединяемые отсчеты можно также взвешивать перед объединением на данном этапе процесса. И, наконец, постобработка выполняется постпроцессором 38. Постпроцессор нормирует объединенные значения, чтобы отобразить диапазон значений. Постобработка может проще всего выполняться посредством таблиц преобразования и может одновременно выполнять сжатие и преобразование диапазона составных значений в диапазон значений, пригодных для отображения составного изображения.

Процесс составления может выполняться в пространстве расчетных данных или в пространстве пикселей отображения. В предпочтительном варианте осуществления сканирующее преобразование выполняется после процесса составления посредством сканирующего преобразователя 40. Составные изображения могут храниться в блоке 42 петлевой памяти Cineloop® либо в расчетной форме, либо в форме пикселей отображения. При хранении в расчетной форме изображения могут подвергаться сканирующему преобразованию в случае воспроизведения из блока петлевой памяти Cineloop для отображения. Сканирующий преобразователь и блок петлевой памяти Cineloop могут также применяться для формирования трехмерных представлений пространственно составных изображений, как описано в патентах США №5485842 и №5860924. После сканирующего преобразования пространственно составные изображения обрабатываются для отображения видеопроцессором 44 и отображаются на устройстве 50 отображения изображений.

Фигура 2 изображает один вариант осуществления процессора 30 для пространственного составления, показанного на фигуре 1. Процессор 30 в данном примере выполнен одним или более цифровыми сигнальными процессорами 60, которые обрабатывают данные изображения различными методами. Цифровые сигнальные процессоры 60 взвешивают принятые данные изображения и могут передискретизировать данные изображения, например, чтобы пространственно совмещать пиксели от кадра к кадру. Цифровые сигнальные процессоры 60 направляют кадры обработанного изображения во множество блоков 62 кадровой памяти, которые буферизуют отдельные составляющие кадры изображения. Число составляющих кадров изображения, допускающих сохранение в блоках 62 кадровой памяти предпочтительно по меньшей мере равно максимальному числу составляющих кадров изображения, подлежащих составлению, например шестнадцати кадрам. В соответствии с принципами настоящего изобретения, цифровые сигнальные процессоры работают соответственно параметрам управления, включающим в себя глубину устройства отображения изображений, глубину области максимального составления, клинического применения, скорости составного отображения, режима работы и скорости сбора данных, чтобы определять число изображений для составления в данный момент времени. Цифровые сигнальные процессоры выбирают составляющие кадры, хранящиеся в блоках 62 кадровой памяти, для сборки в качестве составного изображения в блоке 64 накопительной памяти. Составное изображение, сформированное в блоке 64 накопительной памяти, взвешивается или преобразуется схемой 66 нормирования, затем сжимается до требуемого числа бит и, при желании, повторно преобразуется посредством таблицы 68 преобразования (LUT). Затем полностью обработанные данные составного изображения передаются в сканирующий преобразователь для форматирования и преобразования.

Составное сканирование с управляемой линейной решеткой приводит к такой картине совпадения составляющих кадров, что область максимального качества изображения (RMIQ), в которой совпадают все N кадров, является опрокинутой треугольной областью с ее основанием в верхней части составного изображения. При других геометриях сканирования, например, совпадающих фазированных кадрах, исходящих из разных точек решетки, область RMIQ будет иметь соответственно отличающуюся форму. Это показано фигурами 3a-3d. Фигуры 3b, 3c и 3d показывают составляющие управляемые линейные кадры, которые объединяются для формирования пространственно составного изображения, показанного на фигуре 3a. Составляющий кадр, показанный на фигуре 3b, сформирован множеством параллельных соседних линий сканирования, которые сканируют поле 72 изображения в форме параллелограмма под углом +15°, одна из которых показана в центре кадра 72 изображения. Данный кадр является составляющим кадром «C» составного изображения. Составляющий кадр, показанный на фигуре 3c, формируется множеством параллельных соседних линий сканирования, которые сканируют поле 74 изображения в форме прямоугольника под углом 0°, одна из которых показана в центре кадра 74 изображения. Данный кадр является составляющим кадром «B» составного изображения. Составляющий кадр, показанный на фигуре 3d, формируется множеством параллельных соседних линий сканирования, которые сканируют поле 76 изображения в форме параллелограмма под углом -15°, одна из которых показана в центре кадра 76 изображения. Данный кадр является составляющим кадром «A» составного изображения. На фигуре 3a показаны три составляющих кадра A, B и C, при пространственном совмещении для формирования конечного составного изображения 80. С каждой стороны области RMIQ, в которой совпадают и составляются все три составляющих кадра, число совпадающих кадров уменьшается в пространстве, при этом только по два кадра совпадает в областях, обозначенных 2, и по одному кадру присутствует областях, обозначенных 1. Это означает, что конкретная точка в составном изображении может принимать вклады из поднабора составляющих кадров, зависящего от того, имеет ли составляющий кадр данные в упомянутой точке.

В соответствии с принципами настоящего изобретения, пространственно составное ультразвуковое изображение создается из составляющих кадров, сканированных в формате сканирования в режиме виртуального апекса. Виртуальный апекс является формой сканирования фазированной решеткой, при котором пучки направляются под все более отличающимися углами относительно рабочей поверхности (излучающей поверхности) решетки преобразователя. При обычной визуализации с фазированной решеткой все пучки исходят из общей точки на рабочей поверхности решетки, обычно, в центре решетки. Упомянутая общая точка является апексом секторного изображения треугольной формы. При сканировании в режиме виртуального апекса общая точка, из которой исходят линии сканирования, является «виртуальной» точкой, расположенной позади рабочей поверхности решетки, как описано в патенте США №5123415 (Daigle). Данный формат сканирования показан на фигуре 4a, на котором виртуальный апекс является точкой «O» позади рабочей поверхности решетки 12. Решетка преобразователя в приведенном примере является линейной 1-мерной решеткой, одной линией преобразовательных элементов El-En. Как видно в приведенном примере, центральная линия сканирования излучается и принимается под углом 0° относительно рабочей поверхности решетки. Правило для углов, принятое при ультразвуковом сканировании, обозначает направление прямо вперед перед решеткой как направление 0°. С каждой стороны от упомянутой центральной линии сканирования, соседние линии сканирования становятся все более наклонными под все более увеличивающимися углами. В данном примере линия сканирования непосредственно влево от центра наклонена под углом -6° и линия сканирования непосредственно вправо от центра наклонена под углом +6°. Наклон углов поворота увеличивается с шагом 6° с увеличением расстояния от центра решетки до максимального угла -48° и +48° линии сканирования на боковых сторонах сканируемого поля изображения в форме сектора.

Формат сканирования на фигуре 4a создает один составляющий кадр для пространственного составления в приведенном примере. Два других составляющих кадра показаны на фигурах 4b и 4c. На фигуре 4b каждая линия сканирования исходит из той же точки на рабочей поверхности решетки, подобно линиям сканирования на фигуре 4a, но линии наклонены в направлениях наблюдения, отличающихся на 5° влево. Линия сканирования, которая была направлена под углом 0° на фигуре 4a, направлена под углом -5° на фигуре 4b. Данная линия сканирования теперь исследует поле изображения в направлении наблюдения, отличающемся от 0° линии сканирования, показанной на фигуре 4a. Отличие на 5° в направлении наблюдения обеспечивает разнесение по направлению наблюдения, достаточное для создания характеристики ослабления спекл-структуры пространственно составного изображения. Аналогично, линия сканирования влево от центра, которая первоначально была направлена под углом -6°, теперь направлена с дополнительным прибавлением на шаг в 5°, так что данная линия направлена под углом -11°. Линия сканирования вправо от центра, первоначально направленная под углом +6°, теперь направлена под углом +1°. Данное инкрементальное (по шагам) изменение углов поворота выполняется по полю изображения, и линия сканирования с левой боковой стороны сектора наклонена под углом -53°, и линия сканирования с правой боковой стороны наклонена под углом +43°. Таким образом, каждая точка в поле изображения на фигуре 4b исследуется с направления наблюдения, отличающегося от направления наблюдения, создаваемого форматом сканирования, показанным на фигуре 4a.

На фигуре 4c каждая линия сканирования снова исходит из той же точки на рабочей поверхности решетки, как на предыдущих составляющих кадрах, но в данном случае с прибавлением угла на шаг в 5° вправо. Таким образом, линия сканирования 0° на фигуре 4a теперь направлена под углом +5°. Линия сканирования влево от центра, которая была направлена под углом -6° на фигуре 4a, теперь направлена под углом -1° на фигуре 4c, и линия сканирования вправо, которая была направлена под углом +6°, теперь направлена под углом +11°. Такое 5° прибавление наклона каждой линии сканирования повторяется по всему полю изображения, что приводит к направлению крайней левой линии сканирования под углом -43° и наклону крайней правой линии сканирования под углом +53°. Данное изменение имеет следствием исследование каждой точки в поле изображения под третьим направлением наблюдения, которое отличается от направления наблюдения как первого, так и второго составляющих изображений.

Когда три составляющих изображения с фигур 4a, 4b и 4c составляют, то имеет место составление трех составляющих изображений по, фактически, всей области площади изображения. Иначе говоря, область RMIQ существует, фактически, всей области площади изображения. Область RMIO резко уменьшается только на боковых краях изображения. Метод пространственного составления в соответствии с изобретением эффективен как при двумерной, так и при трехмерной визуализации, его можно выполнять путем как стандартного сканирования фазированной решеткой, так и фазированного сканирования в режиме виртуального апекса, и его можно выполнять с данными изображения, преобразованными при сканировании или преобразованными перед сканированием. Обычно, хотя каждый составляющий кадр намного удобнее получать целиком до сканирования другого составляющего кадра, специалистам в данной области техники будет ясно, что линии сканирования разных составляющих кадров можно собирать с чередованием во времени. Например, линию сканирования, исходящую из одной точки на рабочей поверхности решетки, можно получить в первом направлении наблюдения для одного составляющего кадра, линию сканирования, исходящую из той же точки, можно получить во втором направлении наблюдения для второго составляющего кадра, и линию сканирования, исходящую из той же точки, можно получить в третьем направлении наблюдения для третьего составляющего кадра. Затем составляющие кадры собирают из упомянутых линий сканирования, чередующихся во времени.

1. Ультразвуковая диагностическая система визуализации для формирования пространственно составных изображений, включающая в себя

матричный преобразователь (12), выполненный с возможностью сбора составляющих кадров с множества разных направлений наблюдения, и

процессор (30) составных изображений, содержащий:

излучатель (14), выполненный с возможностью управления матричным преобразователем для направления линий сканирования в трапецеидальном формате сканирования для каждого из множества составляющих кадров, при этом преобразователь выполнен с возможностью формирования множества разных направлений наблюдения посредством направления (1) линий сканирования каждого составляющего кадра под множеством разных углов сканирования, при этом линии сканирования каждого составляющего кадра направляются (2) под соответственно разными углами сканирования относительно соответствующих линий сканирования других составляющих кадров, причем линии сканирования каждого составляющего кадра из множества отклонены на шаг относительно других составляющих кадров под углами влево или вправо от центра матричного преобразователя; и

блок (62) памяти составных изображений, выполненный с возможностью хранения составляющих кадров, которые собраны с разных направлений наблюдения,

причем процессор (30) составных изображений выполнен с возможностью объединения собранных составляющих кадров для формирования пространственно составного изображения.

2. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, дополнительно содержащая формирователь (16) пучка, выполненный с возможностью приема эхо-сигналов с направления каждой линии сканирования.

3. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 2, в которой излучатель дополнительно содержит формирователь микропучков, при этом матричный преобразователь и формирователь микропучков расположены оба в ультразвуковом датчике (10).

4. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 2, в которой формирователь пучка дополнительно содержит формирователь микропучков, при этом матричный преобразователь и формирователь микропучков расположены оба в ультразвуковом датчике (10).

5. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой матричный преобразователь (12) дополнительно содержит одномерную линейную решетку преобразовательных элементов.

6. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой матричный преобразователь (12) дополнительно содержит двумерную планарную решетку преобразовательных элементов.

7. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой соответствующие линии сканирования каждого составляющего кадра исходят из одних и тех же точек на рабочей поверхности матричного преобразователя (12).

8. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой излучатель (14) дополнительно выполнен с возможностью направления соответствующих линий сканирования каждого составляющего кадра, которые исходят из одной и той же точки на рабочей поверхности матричного преобразователя (12), под разными углами наклона.

9. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой трапецеидальный формат сканирования дополнительно содержит область ближнего поля перед рабочей поверхностью матричного преобразователя (12), в которой линии сканирования сходятся в общем апексе.

10. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой излучатель (14) дополнительно выполнен с возможностью управления матричным преобразователем (12) для направления линий сканирования каждого составляющего кадра посредством управления пучком фазированной решетки.

11. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой излучатель (14) дополнительно выполнен с возможностью управления матричным преобразователем (12) для направления линий сканирования каждого составляющего кадра в формате сканирования в режиме виртуального апекса.

12. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой матричный преобразователь (12) выполнен с возможностью сбора линий сканирования составляющих кадров с чередованием во времени.

13. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой матричный преобразователь (12) выполнен с возможностью сбора данных с разнесением направлений наблюдения между множеством составляющих кадров, при этом разнесение направлений наблюдения между составляющими кадрами равно по меньшей мере трем градусам.

14. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 13, в которой разнесение направлений наблюдения между составляющими кадрами равно пяти градусам.

15. Ультразвуковая диагностическая система визуализации по п. 1, в которой процессор (30) составных изображений выполнен с возможностью объединения собранных составляющих кадров одним из средств суммирования, усреднения, пикового детектирования или другого комбинационного средства.

Использование: для автоматизированного контроля многослойных конструкций больших габаритов, изготовленных методом намотки. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют определение ориентации дефектов на различных слоях изделия, создание атласа ориентации дефектов, регистрацию дефекта посредством создания контура и отнесение дефекта определенному слою путем сравнения ориентации обнаруженного дефекта с ориентацией возможных дефектов на различных слоях конструкции.

Способ проведения внутритрубной диагностики в подвижной жидкостной пробке // 2650621

Использование: для обнаружения дефектов в стенке трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что перемещают внутритрубный инспекционный прибор по трубопроводу, снабженный передатчиками, сигналы от которых получают и обрабатывают в наземных пунктах обработки, при этом внутритрубный инспекционный прибор (ВИП) перемещают по трубопроводу в подвижной жидкостной пробке, для создания которой в камеру пуска трубопровода запасовывают первый внешний поршень-разделитель, заполняют камеру пуска жидкостной средой подвижной жидкостной пробки и производят запуск первого внешнего поршня-разделителя, после этого запасовывают в камеру пуска первый внутренний поршень-разделитель, заполняют камеру пуска жидкостной средой подвижной жидкостной пробки и производят запуск первого внутреннего поршня-разделителя, затем в камеру пуска трубопровода запасовывают внутритрубный инспекционный прибор, камеру пуска заполняют жидкостной средой подвижной жидкостной пробки и производят запуск внутритрубного инспекционного прибора, после этого запасовывают в камеру пуска второй внутренний поршень-разделитель, камеру пуска заполняют жидкостной средой подвижной жидкостной пробки и производят запуск второго внутреннего поршня-разделителя, после чего запасовывают в камеру пуска второй внешний поршень-разделитель и производят запуск внешнего поршня-разделителя, после чего подвижную жидкостную пробку подвижной жидкостной пробки запускают по трубопроводу, при этом соблюдают условие равенства сил трения опорных элементов внутритрубного инспекционного прибора и сил трения опорных элементов всех поршней-разделителей о внутреннюю стенку трубопровода.

Устройство и способ смешивания сыпучей горной породы // 2647535

Группа изобретений относится к устройству для смешивания сыпучей горной породы изменяющегося минерального состава, способу смешивания сыпучей горной породы изменяющегося минерального состава.

Способ ультразвукового контроля подошвы рельсов // 2645818

Использование: для обнаружения дефектов в подошве рельсов. Сущность изобретения заключается в том, что с внутренней стороны относительно колеи рельсов во внешнее перо и внутреннее перо подошвы рельса излучают поперечные ультразвуковые колебания и принимают отраженные ультразвуковые колебания, по которым судят о дефектности рельса, при этом осуществляют ввод ультразвуковых колебаний и с наружной стороны пера подошвы под разными углами, обеспечивают ввод ультразвуковых колебаний с поверхности катания рельса под углом 0 градусов и двумя взаимно противоположными наклонными углами вдоль продольной оси рельса, синхронно перемещают все электроакустические преобразователи вдоль рельса по сканируемым поверхностям, измеряют путь перемещения и текущую высоту рельса, по заданным углам и измеренной высоте рельса, пройденному пути вдоль рельса и расстоянию между электроакустическими преобразователями осуществляют компенсацию расхождения сигналов по длине рельса, о наличии дефекта в подошве рельса судят по совместному анализу сигналов от всех электроакустических преобразователей.

Способ ультразвукового контроля поверхностных и подповерхностных дефектов металлопродукции и устройство для его осуществления // 2644438

Использование: для ультразвуковой (УЗ) диагностики вертикально ориентированного дефекта. Сущность изобретения заключается в том, что облучают дефект поперечной УЗ волной по нормали к поверхности объекта контроля.

Способ ультразвукового контроля алюминотермитного сварного соединения рельсов // 2643866

Изобретение относится к неразрушающему контролю уложенных в железнодорожный путь железнодорожных рельсов ультразвуковым методом и может быть использовано для обнаружения дефектов в подошвах рельсов в зоне их сварного соединения, выполненного алюминотермитной сваркой методом промежуточного литья.

Устройство для контроля сварных соединений // 2641616

Использование: для контроля сварных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для контроля сварных соединений содержит функционально соединенные и объединенные в единую конструкцию пьезоэлектрический преобразователь, установленный на контролируемом сварном соединении, аналитический блок акустико-эмиссионной системы, приспособление для точечного нагрева, при этом оно снабжено последовательно соединенными координатно-передвижным устройством, на котором установлено приспособление для точечного нагрева, и блоком управления, который соединен с приспособлением для точечного нагрева и подключен к выходу аналитического блока акустико-эмиссионной системы.

Способ контроля качества посадок с натягом // 2641613

Использование: для диагностики изделий машиностроения, создаваемых на основе соединений с гарантированным натягом с помощью ультразвука. Сущность изобретения заключается в том, что зондирующий ультразвуковой импульс вводится через контактную жидкость в наружную боковую поверхность охватывающего кольца соединения с натягом.

Локальная иммерсионная ванна для ультразвукового контроля листов // 2640450

Использование: для ультразвукового контроля листов. Сущность изобретения заключается в том, что локальная иммерсионная ванна (ЛИВ) для ультразвукового контроля листов включает корпус и как минимум одну линейку ультразвуковых преобразователей (ЛУП), которая дополнительно содержит как минимум одну линейку акустических зеркал (ЛАЗ), разворачивающих ультразвуковые лучи на заданный угол, и устройство поворота зеркал (УПЗ), позволяющее корректировать угол падения ультразвуковых лучей на поверхность листа относительно его номинального значения, а также осуществлять поворот ЛАЗ для дополнительной очистки ее рабочей поверхности.

Система для обследования гидроударом // 2640102

Предложены способ и устройство испытания испытуемого объекта (204). Способ испытания прочности соединений композитного объекта (204) включает: генерирование волны (228) напряжения в текучей среде (306) в полости (302) в конструкции (300) генератора волн; направление волны (228) напряжения через текучую среду (306) в полости (302) в композитный объект (204) и задание определенного количества свойств (310) волны (228) напряжения в текучей среде (306) на основании конфигурации (308) полости (302) в конструкции (300) генератора волн.

Способ и устройство определения места прохождения трубопровода // 2650747

Изобретение относится к измерительной техники и может быть использовано для поиска места прохождения и глубины трубопроводов водоснабжения и теплосети, газо- и нефтепроводов, находящихся под землей. Предложен способ определения места прохождения трубопровода, включающий установку по крайней мере одного акустического датчика на грунт в предполагаемом месте прохождения трубопровода, принудительное возбуждение акустических колебаний в трубопроводе на произвольном расстоянии по крайней мере от одного акустического датчика, прием акустического импульсного сигнала от источника акустического сигнала акустическим датчиком, обработку акустического сигнала с определением последовательности акустических сигналов. Обработка последовательности акустических сигналов осуществляется методами автокорреляции с определением пиков автокорреляционной функции, определением максимального значения пика автокорреляционной функции из определенных значений пиков автокорреляционной функции. Далее осуществляют перестановку по крайней мере одного датчика на новое место наиболее вероятного прохождения трубопровода и повторяют этапы от приема акустических сигналов до переустановки акустических датчиков на новое место наиболее вероятного прохождения трубопровода необходимое количество раз. Определяют место прохождения трубопровода по месту установки датчика, с которого получено максимальное значение пика автокорреляционной функции. Технический результат - повышение точности и снижение трудоемкости измерений. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ промышленной ультразвуковой диагностики вертикально ориентированных дефектов призматической металлопродукции и устройство для его осуществления // 2651431

Использование: для ультразвуковой диагностики вертикально ориентированных дефектов в объекте контроля с ребром поверхности. Сущность изобретения заключается в том, что прямой излучающий преобразователь и приемный преобразователь располагают на сопряженных по ребру сторонах объекта контроля. Прозвучивают объект излучающим преобразователем под углом 90° к поверхности ввода. Облучают при этом дефект объемными ультразвуковыми (УЗ) волнами. Регистрируют приемным преобразователем трансформированные на краях дефекта или дефекта и ребра поверхности объекта контроля объемные УЗ волны. О наличии и характеристиках дефекта судят по амплитуде и времени прихода трансформированных волн. Технический результат: обеспечение возможности полного устранения «мертвых» зон контроля, увеличение сплошности контроля и уменьшение вероятности пропуска дефектов при контроле в движении на скорости. 2 н.и. 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

Установка для обнаружения дефектов с функцией параллельного поддомкрачивания, выполненная с возможностью обнаружения дефектов без демонтажа колес // 2651934

Настоящее изобретение относится к области техники обнаружения дефектов на колесах железнодорожных транспортных средств. Установка для обнаружения дефектов с функцией параллельного поддомкрачивания выполнена с возможностью обнаружения дефектов без демонтажа колес и содержит тележку, выполненную с возможностью скольжения вдоль двух стальных рельсов, между которыми она предусмотрена. Заявленная установка также содержит домкратное устройство, устройство для обнаружения дефектов поверхности катания, первый домкратный механизм, второй домкратный механизм и раму основания, установленную на указанной тележке. Домкратное устройство выполнено с возможностью поддомкрачивания колес с держателем зонда для обода, предусмотренным на нем. Устройство для обнаружения дефектов поверхности катания выполнено с возможностью обнаружения дефектов поверхностей катания колес. Первый домкратный механизм выполнен с возможностью приведения в движение указанного домкратного устройства для перемещения вверх и вниз. Второй домкратный механизм выполнен с возможностью приведения в движение указанного устройства для обнаружения дефектов поверхности катания для перемещения вверх и вниз. В результате упрощается работа установки, повышается эффективность обнаружения дефектов колес, работа становится более стабильной и безопасной. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Контактная жидкость для ультразвуковой дефектоскопии // 2652380

Изобретение раскрывает контактную жидкость для ультразвуковой дефектоскопии, которая содержит хлорид металла или смесь хлоридов металлов с низкой температурой замерзания в водном растворе, жидкое стекло, полиакриламид, антикоррозионные добавки и воду, при этом она дополнительно содержит формиат металла или смесь формиатов металлов, имеющих низкую температуру замерзания в водном растворе, пропиленгликоль и глицерин, при следующем соотношении компонентов, мас. %: Хлорид металла или смесь хлоридов металлов с низкой температурой замерзания в водном растворе 3,0-25,0 Формиат металла или смесь формиатов металлов с низкой температурой замерзания в водном растворе 0,4-8,0 Пропиленгликоль 0,5-15,0 Глицерин 0,5-7,0 Жидкое стекло 0,1-8,0 Полиакриламид 0,1-0,8 Антикоррозионные добавки 1,0-10,0 Вода Остальное Техническим результатом изобретения является обеспечение надежного акустического контакта с контролируемым объектом в широких диапазонах рабочих температур и скоростей движения дефектоскопической тележки, возможности длительного хранения контактной жидкости при отсутствии специальных требований к условиям хранения. 2 табл.

Способ ультразвукового обнаружения микротрещин на поверхности катания головки рельса // 2652511

Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля железнодорожных рельсов. Способ заключается в том, что на поверхности катания рельса устанавливают три наклонных электроакустических преобразователя, смещенных от продольной оси рельса в сторону, противоположную от рабочей грани головки рельса. Два из них направлены зеркально относительно плоскости поперечного сечения рельса так, чтобы ультразвуковой зондирующий сигнал каждого из них после отражения от нижней выкружки попадал на поверхность катания головки рельса. Прошедшие через головку рельса ультразвуковые колебания принимают линейкой элементарных приемных электроакустических преобразователей, размещенных в колесных преобразователях с упругой оболочкой. Количество приемных преобразователей в линейках выбирают исходя из требуемой разрешающей способности, сканируют головку рельса. Заключение о наличии, степени развития и ориентации микротрещин на поверхности катания головки рельса производят на основе совместного анализа сигналов, полученных электроакустическими преобразователями. Третий электроакустический преобразователь, ориентированный поперек головки рельса на нижнюю выкружку головки, позволяет по временному положению сигнала от нее контролировать местоположение электроакустических преобразователей относительно оси рельса, а по амплитудной огибающей этого сигнала оценивать качество акустического контакта. В результате повышается надежность и достоверность обнаружения микротрещин любой ориентации на поверхности катания головки рельса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.