DE19843219A1 - Verfahren und Einrichtung zur Ultraschall-Bündelformung mit räumlich codierten Sendungen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Ultraschall-Bündelformung mit räumlich codierten Sendungen

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Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf digitale Ultraschall- Bildgebungssysteme. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verfahren und Einrichtungen zum Vergrößern der scheinbaren aku­ stischen Bildfrequenz der Ultraschallbilder.
Übliche medizinische Ultraschall-Bildgebungssysteme enthalten ein Array bzw. eine Matrix von Ultraschall-Wandlerelementen, die benutzt werden, um ein Ultraschallbündel auszusenden und sodann das von dem untersuchten Objekt, z. B. einem anatomischen Bereich, reflektierte Bündel zu empfangen. Ein solcher Scan- bzw. Abtastvorgang enthält eine Reihe von Messungen, bei denen die gerichtete Ultraschallwelle gesendet wird, wobei das System nach einem kurzen Zeitintervall in den Empfangsmodus schaltet und die reflektierte Ultraschallwelle empfangen und gespeichert wird. Üblicherweise werden das Senden und Empfangen in der sel­ ben Richtung während jeder Messung gesteuert bzw. gelenkt, um Daten aus einer Folge von Punkten entlang einer akustischen Bündel- oder Abtastlinie zu gewinnen. Der Empfänger wird dyna­ misch auf eine Aufeinanderfolge von Entfernungen entlang der Abtastlinie fokussiert, während die reflektierten Ultraschall­ wellen empfangen werden.
Für eine Ultraschall-Bildgebung weist das Array üblicherweise viele Wandlerelemente auf, die in einer oder mehreren Reihen bzw. Linien angeordnet sind und mit getrennten Spannungen be­ trieben werden. Durch Auswählen der Zeitverzögerung (oder Phase) sowie der Amplitude der angelegten Spannungen können die einzelnen Wandlerelemente in einer vorgegebenen Reihe derart gesteuert werden, daß sie Ultraschallwellen erzeugen, welche sich zur Bildung einer resultierenden Ultraschallwelle zusam­ menfügen, die entlang einer bevorzugten Vektorrichtung wandert und an einem ausgewählten Punkt im Strahlverlauf fokussiert wird. Die bündelformenden Parameter von jeder Aktivierung (Firing) können variiert werden, um für eine Änderung in der maximalen Fokussierung zu sorgen oder auf andere Weise den In­ halt der empfangenen Daten für jede Aktivierung zu ändern, z. B. durch Senden aufeinanderfolgender Bündel entlang der gleichen Abtastlinie, wobei der Brenn- bzw. Fokalpunkt von jedem Bündel relativ zu dem Fokalpunkt des vorhergehenden Bündels verschoben wird. Durch eine Änderung der Zeitverzögerung und der komplexen Amplitude der angelegten Spannungen kann das Bündel mit seinem Brennpunkt in einer Ebene bewegt werden, um das Objekt abzuta­ sten.
Dieselben Grundsätze gelten, wenn die Wandlersonde verwendet wird, um den reflektierten Strahl in einem Empfangsmodus zu empfangen. Die an den empfangenden Wandlerelementen erzeugten Spannungen werden derart aufsummiert, daß das resultierende Si­ gnal ein Maß für den von einem einzelnen Brennpunkt in dem Ob­ jekt reflektierten Ultraschall ist. Wie beim Sendemodus wird dieser fokussierte Empfang von Ultraschallenergie erreicht, in­ dem man dem Signal von jedem empfangenden Wandlerelement eine getrennte Zeitverzögerung (und/oder Phasenverschiebung) und Verstärkung zuteilt. Die Ausgangskanäle der Bündelformerkanäle werden dann kohärent aufsummiert, um einen entsprechenden Pi­ xel-Intensitätswert für jedes Sample- bzw. Abtastvolumen in dem Objekt oder in dem interessierenden Volumen zu bilden. Diese Pixel-Intensitätswerte werden logarithmisch komprimiert, einer Abtastumsetzung unterworfen und dann als ein Bild von dem ge­ rade abgetasteten anatomischen Bereich bildlich dargestellt.
Die Bildrate bzw. Bildfrequenz (Frame Rate) von medizinischen Ultraschall-Bildgebungssystemen wird durch die Anzahl von Sen­ deereignissen bestimmt, die pro Rahmen bzw. Bild (Frame) erfor­ derlich sind. In üblichen Ultraschall-Bildgebungssystemen ist ein Sendeereignis ein fokussiertes Bündel, das in einer be­ stimmten Richtung oder an einer bestimmten Fokalposition gesen­ det wird. Beispielsweise besteht in einem üblichen Ultraschal­ larray, bei dem die Sendeöffnung (-apertur) über das Array ver­ schoben wird, jede Sendeöffnung aus M Sendeelementen, die par­ allel aktiviert bzw. gezündet werden, um ein fokussiertes Sendebündel zu bilden. Das Sendebündel wird über das Sichtfeld hinweg über K Sendeereignisse abgetastet, um ein einzelnes Bild (Frame) zu generieren. An den Rändern des Array kann die Sen­ deapertur weniger als M Sendeelemente aufweisen. Die Empfangs­ apertur besteht aus N Elementen, die an der Mitte von der Sen­ deapertur zentriert sind. Die Anzahl von Empfangselementen N wird durch die angegebene Empfangszahl f und Bildtiefe be­ stimmt.
Eine hohe Bildfrequenz aufweisende Systeme sind wünschenswert für die derzeitige zweidimensionale (2D) Bildgebung und notwen­ dig für die zukünftige dreidimensionale (3D) Bildgebung in Echtzeit. Die Bildfrequenz kann verbessert werden, indem die Anzahl von Sendeereignissen pro Bild verkleinert wird. Dies ist üblicherweise gemacht worden mit einer proportionalen Verklei­ nerung in der Anzahl der Sendeelemente, die in jedem Sen­ deereignis verwendet werden, was ein sehr schlechtes Si­ gnal/Rausch-Verhältnis (SNR) zur Folge hat.
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und eine Einrichtung zum signifikanten Vergrößern der Bildrate bzw. Bildfrequenz bei der medizinischen Ultraschall-Bildgebung, indem die Anzahl von Sendeereignissen pro Bild verkleinert wird. Genauer gesagt, wird eine medizinische Ultraschall-Bildgebung mit großer Bild­ frequenz mit einem verbesserten Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) ausgeführt, indem räumlich kodierte Sendeereignisse verwendet werden. Der vollständige Satz von streuenden Daten fängt den zeitlichen Ablauf der Ultraschallpulse ein, die von einem ein­ zelnen Wandlerelement des phasengesteuerten Arrays gesendet werden, wie beispielsweise dem m-ten Sendeelement, durch das Medium gestreut und anschließend an dem n-ten Empfängerelement empfangen werden, und zwar für alle M Sendeelemente und N Emp­ fängerelemente. Die m→n elementaren streuenden Daten werden extrahiert, während sie gleichzeitig von allen sendenden Ele­ menten gesendet werden. Die einzelnen m→n elementaren Daten können zurückgewonnen werden, wenn die Sendesignale räumlich codiert sind mit einem umstellbaren Code, vorzugsweise einem orthogonalen Phasencode, wie beispielsweise einem Hadamard- Code.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden M Sätze von codierten Signalen gesendet, einer nach dem anderen, von M sendenden Elementen eines Wandlerarrays. Für jede Sendung werden alle M Sendeelemente gleichzeitig aktiviert gemäß der Codierung von einem bestimmten Satz. Die entstehenden streuen­ den Daten werden für jedes der M Sendeereignisse gespeichert. Die gespeicherten streuenden Daten werden anschließend deco­ diert mit der Umkehrung bzw. dem Inversen der codierenden Ma­ trix, um einzelne elementare Information zu erhalten.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen an­ hand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung von einem Wandlerar­ ray mit einer sich verschiebenden Öffnung bzw. Apertur, die aus M Sendeelementen gebildet ist, wobei jede Apertur ein fokus­ siertes Bündel gemäß der üblichen Ultraschall-Datengewinnung sendet.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm und zeigt ein digitales Ultra­ schall-Bildgebungssystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Bahnen der Sen­ dung und Streuung für eine Ultraschallwelle, die durch das m-te Sendeelement gesendet, durch eine streuende Stelle, die an ei­ ner Position p angeordnet ist, gestreut und durch das n-te Emp­ fangselement empfangen wird.
Fig. 4A-4D sind schematische Darstellungen der codierten Pulsierung für die ersten bis vierten Sendeereignisse, bei denen die Codierung den vier Spalten von einer 4 × 4 Hadamard- Matrix entspricht.
Bei der üblichen Ultraschall-Bildgebungstechnik, die in Fig. 1 gezeigt ist, werden K Sendeereignisse aufeinanderfolgend von einem Array bzw. einer Matrix 10 von Wandlerelementen 12 aktiviert bzw. gezündet, wobei entsprechende Sende- und Emp­ fangsaperturen verwendet werden, die für jede Aktivierung über das Array verschoben werden. Für M Sendeelemente (schraffiert gezeigt) in der Sendeapertur und N Empfangselemente in der Emp­ fangsapertur wird das Bündel geformt, indem für jedes Sen­ deereignis über N empfangene Signalen summiert wird, wobei die empfangene Signalamplitude MS0 ist und S0 die empfangene Si­ gnalamplitude an jedem empfangenden Element ist, und die Rausch-Standardabweichung ist σ. In diesem Fall beträgt das Signal/Rausch-Verhältnis SNR:
SNR=N1/2M(S0/σ).
Für K Sendeereignis, die aufeinanderfolgend gezündet bzw. akti­ viert werden und die jeweils ein einzelnes Sendeelement verwen­ den, kann gezeigt werden, daß das Signal/Rausch-Verhältnis SNR sich durch einen Faktor von M/K1/2 von dem üblichen Fall unter­ scheidet, der groß ist für kleine K. Genauer gesagt, wird für M Sendeelemente, K = M Sendeereignisse und N Empfangselemente das Bündel durch Aufsummieren über den gesamten M × N Datensatz ge­ bildet, wobei die empfangene Signalamplitude S0 ist und die Rausch-Standardabweichung σ ist. In diesem Fall beträgt das Signal/Rausch-Verhältnis SNR:
SNR = (MN)1/2(S0/σ).
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden von M sendenden Elementen von einem Wandlerarray M Sätze von co­ dierten Signalen gesendet, und zwar einer nach dem anderen. Für jede Sendung werden alle M sendenden Elemente gleichzeitig ge­ mäß der Codierung in einer entsprechenden Spalte von einer um­ kehrbaren Codiermatrix codiert. Die entstehenden streuenden Da­ ten werden anschließend decodiert mit der Umkehrung bzw. dem Inversen der Codiermatrix, um einen vollständigen Satz von streuenden Daten zu erhalten, die den zeitlichen Ablauf der Ul­ traschallpulse darstellen, die von dem m-ten Sendeelement ge­ sendet, durch das Medium gestreut und anschließend an dem n-ten Empfängerelement empfangen werden, und zwar für alle M Sender und N Empfänger.
Für jedes Sendeereignis ist die Anzahl codierter Sendeelemente gleich M und die Anzahl der Empfangselemente ist gleich N, wo­ bei die Anzahl der Sendeereignisse K = M ist. Nach dem Decodie­ ren ist die empfangene Signalamplitude MS0 und die Rausch-Stan­ dardabweichung ist gleich M1/2σ. Die Bündelformung wird nach dem Decodieren ausgeführt, indem über dem vollständigen M × N Datensatz summiert wird. Das entstehende Signal/Rausch-Verhält­ nis SNR beträgt:
SNR = MN1/2(S0/σ).
Somit vergrößert das räumliche Codierungsverfahren gemäß der Erfindung das Signal/Rausch-Verhältnis für das Sammeln der vollständigen streuenden Daten um 10 log(M) Dezibel relativ zu dem Signal/Rausch-Verhältnis, das erhalten werden würde, wenn die Daten unter Verwendung von Sendungen von einem einzelnen Element zur Zeit für die gleiche Anzahl von Sendeereignissen gemessen wird.
In Fig. 2 ist die Ultraschall-Bildgebungseinrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, die ein Wandlerarray bzw. eine -matrix 10 aufweist, das aus mehreren getrennt getriebenen bzw. angesteu­ erten Wandlerelementen 12a-12n gebildet ist, die jeweils einen Stoß von Ultraschallenergie erzeugen, wenn sie durch eine ge­ pulste Kurve angeregt werden, die durch einen entsprechenden Pulser/Empfänger 14 erzeugt wird. Die Ultraschallenergie, die von dem zu untersuchenden Objekt zurück zum Wandlerarray 10 re­ flektiert wird, wird durch jedes empfangende Wandlerelement in ein elektrisches Signal umgewandelt und getrennt an einen ent­ sprechenden Pulser/Empfänger 14 angelegt. Die Pulser/Empfänger 14 arbeiten unter Steuerung von einer digitalen Steuereinrich­ tung 16, die auf Befehle von einem menschlichen Operator an­ sprechen.
Unter der Annahme, daß M Sendeelemente in einem Array von L Wandlerelementen vorhanden ist, wobei L ≧ M Wandlerelemente ist, werden die M Elemente gleichzeitig aktiviert, um während jeweils einem der K = M Sendeereignisse unfokussierte Ultra­ schallwellen zu senden. Für jedes Sendeereignis wird ein anderer M-Element-Codevektor durch die Steuerung 16 an die Pul­ ser/Empfänger angelegt, um die Sendeelemente anzusteuern. Die M M-Element-Codevektoren bilden die Spalten von einer M × M Ma­ trix Q, die umkehrbar ist. Die Matrix Q-1 hat Spalten q1, q2, . . . qM.
Für jedes Sendeereignis M, m = 1, 2, . . . M, wird das rückge­ streute Signal Rmn(t), n = 1, 2, . . . N, durch einen Satz von N Empfangselementen in elektrische Signale gewandelt. Diese elek­ trischen Signale werden durch die entsprechenden Pul­ ser/Empfänger 14 verstärkt und zu entsprechenden Ana­ log/Digital-Umsetzern 18 gesendet (siehe Fig. 2). Für jedes Sendeereignis werden die digitalisierten Signale in einem Ar­ beitsspeicher (RAM) 20 unter Steuerung der Steuereinrichtung 16 gespeichert. Nach Abschluß der K Sendeereignisse, die einem einzelnen Bild (image frame) entsprechen, werden die im RAM 20 gespeicherten Daten abgerufen und dann durch einen digitalen Signalprozessor 22 in einen anderen Datensatz Dmn(t) transfor­ miert, d. h. decodiert. Der digitale Signalprozessor 22 führt auch eine Bündelformung an den decodierten Bilddaten aus. Die decodierten und bündelgeformten Bilddaten werden dann auf einem Video-Monitor 24 als ein einzelnes Bild (image frame) darge­ stellt. Dieser Prozeß wird wiederholt, um eine Folge von Bil­ dern zu erzeugen, wenn das Wandlerarray den interessierenden Bereich oder das Volumen abtastet.
Der Datensatz Dmn(t) wird nach der folgenden Formel transfor­ miert:
Diese Transformation decodiert den Satz von K Sendeereignissen, die jeweils auf einer Gruppe von M = K Elementen übertragen worden sind, um einen Datensatz zu erhalten, bei dem die Sende­ elemente getrennt sind, d. h. Dmn(t) entspricht dem Signal, das am Empfangselement n vom Sendeelement m empfangen worden ist.
Der decodierte Datensatz Dmn(t) kann bündelgeformt werden, um eine konfokales Bild zu erzeugen. Die decodierten Daten werden für jede Position p, die in Fig. 3 gezeigt ist, bündelgeformt gemäß der Gleichung:
wobei τmp die Zeit für den gesendeten Puls ist, um sich von dem m-ten Sendeelement zur Position p auszubreiten; τpn die Zeit für den gestreuten Puls ist, um sich von der Position p zu dem n-ten Empfangselement auszubreiten; und amn die Apodisierungs­ funktion für das m-te Sendeelement und das n-te Empfangselement ist.
Der decodierte Datensatz enthält die gleiche Information (vollständige Daten) wie die, die durch aufeinanderfolgendes Senden an jedem der M Sendeelemente erhalten wird, während an allen N Empfangselementen für jedes Sendeereignis empfangen wird, außer sie hat einen Gewinn von 10 log(M) Dezibel im Si­ gnal/Rausch-Verhältnis SNR.
Es kann zwar jede umkehrbare Matrix als die Codiermatrix ver­ wendet werden, aber es gibt signifikante Vorteile, wenn die Ha­ damard-Matrix als die Codiermatrix gewählt wird. Die Elemente der Hadamard-Matrix sind entweder +1 oder -1, was auf einfache Weise als Phaseninversion in der Sendeelektronik implementiert werden kann. Die Umkehr von einer symmetrischen Hadamard-Matrix ist einfach die skalierte Version von sich selbst QN -1 = (1/N)Q. Im allgemeinen beinhaltet der Decodierprozeß die M(M-1) Operationen (Additionen und Multiplikationen) an den empfange­ nen Datensätzen. Bei der Hadamard-Codierung kann jedoch die Co­ dierung in M log2M Operationen (nur Additionen) ausgeführt wer­ den. Hadamard-Matrizen können durch die folgende Rekursion ge­ neriert werden:
wobei M = 2, 4, 8, 16, . . .
Ein vereinfachtes Beispiel unter Verwendung der Hadamard-Matrix für den Fall M = 4 ist in den Fig. 4A-4D gezeigt, das das codierte Pulsieren für vier Sendeelemente in einem Array für jedes von vier aufeinanderfolgenden Sendeereignissen zeigt. Die +1 und -1 Elemente der Hadamard-Matrix werden in Pulse entge­ gengesetzter Polarität durch die Pulser/Empfänger (in Fig. 4A-4D nicht gezeigt) transformiert und sind mit entweder P(t) oder -P(t) bezeichnet. Genauer gesagt, werden die Sendeelemente 12a-12d getrieben bzw. angesteuert unter Verwendung der folgen­ den Hadamard-Code-Vektoren: [+1+1+1+1] für das erste Sen­ deereignis (siehe Fig. 4A); [+1-1+1-1] für das zweite Sen­ deereignis (siehe Fig. 4B); [+1+1-1-1] für das dritte Sen­ deereignis (siehe Fig. 4C); und [+1-1-1+1] für das vierte Sen­ deereignis (siehe Fig. 4D). Die Decodierung, um den äquivalen­ ten Datensatz zu erzeugen, wobei nur das erste Sendeelement ak­ tiviert wird, besteht aus dem Addieren von allen vier empfange­ nen Datensätzen zusammen und dem Dividieren durch 4. Das Deco­ dieren, um den äquivalenten Datensatz zu erzeugen, wobei nur das zweite Sendeelement aktiviert wird, besteht aus dem Addie­ ren der ersten und dritten empfangenen Datensätze, dem Subtra­ hieren der übrigen empfangenen Datensätze von der Summe und dem Dividieren durch 4. Das Decodieren, um den äquivalenten Daten­ satz zu erzeugen, wobei nur das dritte Sendeelement aktiviert wird, besteht aus dem Addieren der ersten und zweiten empfange­ nen Datensätze, dem Subtrahieren der übrigen empfangenen Daten­ sätze von der Summe und dem Dividieren durch 4. Schließlich be­ steht das Decodierung, um den äquivalenten Datensatz zu erzeu­ gen, bei dem nur das vierte Sendeelement aktiviert wird, aus dem Addieren der ersten und vierten empfangenen Datensätze, dem Subtrahieren der übrigen empfangenen Datensätze von der Summe und dem Dividieren durch 4.
Das räumliche Codierungsverfahren ermöglicht auch, daß mehrere andere bekannte Verfahren des SNR-Gewinns verwendet werden kön­ nen. Da erstens die Ultraschall-Nettowelle, die durch das Wand­ lerarray erzeugt wird, unfokussiert ist, tritt die Spitzenam­ plitude nahe der Oberfläche von dem Wandlerarray auf und ist viel schwächer als die Spitze von einer fokussierten gesendeten Welle. Deshalb kann die gesendete Druckamplitude signifikant vergrößert werden und genügt trotzdem Ausführungsgrenzen, wenn dieses räumliche Codierschema verwendet wird. Zweitens kann je­ des einzelne Sendeelement durch eine Gruppe von Elementen er­ setzt werden, deren Ausgangssignale so verzögert werden, daß die zusammengesetzte Quelle eine Punktquelle mit höherer Aus­ gangssignalamplitude emuliert. Wenn beispielsweise die Gruppe drei Elemente hat, kann eine Punktquelle emuliert werden, indem das mittlere Element zuerst aktiviert wird und dann die zwei Elemente auf jeder Seite mit einer bestimmten Verzögerung akti­ viert werden, wodurch eine divergente Welle erzeugt wird, die eine Punktquelle emuliert, die hinter der Wandleroberfläche an­ geordnet ist. Schließlich kann eine sehr große Bildfrequenz von der sehr kleinen Anzahl von Sendeereignissen als Kompromiß für SNR durch Video-Integration erhalten werden, d. h. durch inkohä­ rentes Summieren der Größen bzw. Amplituden.
Die Anzahl von Sendeereignissen oder, äquivalent ausgedrückt, die Anzahl von Sendeelementen, ist stark eingeschränkt durch die Kohärenz der empfangenen Daten bei Bewegung. Die empfange­ nen Daten müssen ausreichend kohärent sein, um ein selektives Fokussieren in einem gewählten Bereich zu gestatten. Ein Zeit­ fehler, der nicht größer als λ/16 ist, wurde für diesen Zweck als akzeptabel befunden.

Claims (16)

1. Einrichtung zum bildlichen Darstellen von Ultraschall- Streuteilen, enthaltend:
eine Ultraschall-Wandlerarray (10) zum Senden von Ultra­ schallwellen und Detektieren von Ultraschallechos, die von den Ultraschall-Streuteilen reflektiert werden, wobei das Wandlerarray (10) eine Vielzahl von Wandlerelementen (12) aufweist,
Pulser/Empfängereinrichtungen (14), die mit dem Wandlerar­ ray (10) verbunden sind, zum Pulsen von M Wandlerelementen (12) der Vielzahl von Wandlerelementen (12) für M Sende­ ereignisse mit Signalen, die räumlich codiert sind mit einem umkehrbaren Code, der von einer umkehrbaren Codierma­ trix geliefert ist, und zum Empfangen von Signalen von N Wandlerelementen der Vielzahl als Antwort auf Ultra­ schallechos, die jedem der M Sendeereignisse folgen,
Analog/Digital-Wandlereinrichtungen (18), die mit den Pul­ ser/Empfängereinrichtungen (14) verbunden sind, zum Wandeln bzw. Umsetzen von jedem der empfangenen Signale in ein entsprechendes digitales Signal,
eine Einrichtung (22) zum Codieren der M × N Digitalsignale durch Verwenden der Umkehrung der Codiermatrix, um einen decodierten Datensatz zu bilden und aus dem decodierten Da­ tensatz einen bündelgeformten Datensatz zu formen, und
einen Display-Monitor (24) zum Darstellen eines Bildes, das eine Funktion des bündelgeformten Datensatzes ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der umkehrbare Code einen Orthogonalphasencode aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei der Orthogonalphasencode einen Hadamard-Code aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum De­ codieren von M × N Digitalsignalen und zum Formen eines bündelgeformten Datensatzes einen digitalen Signalprozessor (22) aufweist.
5. Einrichtung zum bildlichen Darstellen von Ultraschall- Streuteilen, enthaltend:
eine Ultraschall-Wandlerarray (10) zum Senden von Ultra­ schallwellen und Detektieren von Ultraschallechos, die von den Ultraschall-Streuteilen reflektiert werden, wobei das Wandlerarray (10) eine Vielzahl von Wandlerelementen (12) aufweist,
Pulser/Empfängereinrichtungen (14), die mit dem Wandlerar­ ray (10) verbunden sind, zum Pulsen von M Wandlerelementen (12) der Vielzahl von Wandlerelementen (12) für M Sende­ ereignisse mit Signalen, die räumlich codiert sind mit einem umkehrbaren Code gemäß einer unkehrbaren Codiermatrix derart, daß die räumlich codierten Signale für die Wandler­ elemente in dem gleichen Satz verzögert werden zur Bildung einer zusammengesetzten Quelle, die eine Punktquelle emu­ liert, wobei die Pulser/Empfängereinrichtungen (14) Signale von N Wandlerelementen der Vielzahl empfangen können, die jedem der M Sendeereignisse folgen,
Analog/Digital-Wandlereinrichtungen (18), die mit den Pul­ ser/Empfängereinrichtungen (14) verbunden sind, zum Wandeln bzw. Umsetzen von jedem der empfangenen Signale in ein entsprechendes digitales Signal,
eine Einrichtung (22) zum Codieren der M × N Digitalsignale durch Verwenden der Umkehrung der Codiermatrix, um einen decodierten Datensatz zu bilden und aus dem decodierten Da­ tensatz einen bündelgeformten Datensatz zu formen, und
eine Einrichtung (24) zum Darstellen eines Bildes, das eine Funktion des bündelgeformten Datensatzes ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, wobei der umkehrbare Code einen Orthogonalphasencode aufweist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, wobei der Orthogonalphasencode einen Hadamard-Code aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einrichtung zum De­ codieren von M × N Digitalsignalen und zum Formen eines bündelgeformten Datensatzes einen digitalen Signalprozessor (22) aufweist.
9. Verfahren zum Gewinnen von streuenden Ultraschalldaten, wobei eine Vielzahl von M Gruppen von Wandlerelementen ver­ wendet wird, die in einem Wandlerarray gebildet sind, enthaltend die Schritte:
gleichzeitiges Treiben bzw. Ansteuern von M Wandlerelemen­ ten des Wandlerarrays, wobei Sendepulse verwendet werden, die mit einem umkehrbaren Code räumlich codiert sind, der gemäß einer Spalte von einer M × M Codiermatrix abgeleitet ist, wobei der Treiberschritt einmal für jede Spalte der M × M Codiermatrix in aufeinanderfolgenden Sendeereignissen ausgeführt wird,
Empfangen von Signalen von N Wandlerelementen der Vielzahl nach jedem der M Sendeereignisse,
Umsetzung von jedem der empfangenen Signale in ein entspre­ chendes digitales Signal,
Decodieren von M × N Digitalsignalen, indem die Umkehrung der Codiermatrix verwendet wird, um einen decodierten Da­ tensatz zu erzeugen, und
Bilden eines bündelgeformten Datensatzes aus dem decodier­ ten Datensatz.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der umkehrbare Code einen Orthogonalphasencode aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Orthogonalphasencode einen Hadamard-Code aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Treiberschritt dadurch ausgeführt wird, daß jedes der M Wandlerelemente mit entwe­ der einer vorbestimmten Pulskurvenform oder der Phasen­ inversion der vorbestimmten Pulskurvenform gemäß Werten getrieben bzw. angesteuert wird, die von der Codiermatrix erhalten werden.
13. Verfahren zum Gewinnen von streuenden Ultraschalldaten, wobei eine Vielzahl von M Gruppen von Wandlerelementen ver­ wendet wird, die in einem Wandlerarray gebildet sind, wobei jede Gruppe erste und zweite benachbarte Wandlerelemente aufweist, enthaltend die Schritte:
gleichzeitiges Treiben bzw. Ansteuern von dem ersten Wand­ lerelement von jeder Vielzahl der M Gruppen von Wandlerele­ menten in dem Wandlerarray, wobei Sendepulse verwendet wer­ den, die mit einem umkehrbaren Code räumlich codiert sind, der gemäß einer entsprechenden Spalte von einer M × M Co­ diermatrix abgeleitet ist, wobei der Treiberschritt einmal für jede Spalte der M × M Codiermatrix in einem ersten Satz von aufeinanderfolgenden Sendeereignissen ausgeführt wird, gleichzeitiges Treiben bzw. Ansteuern des zweiten Wandler­ elementes von jedem aus der Vielzahl von M Gruppen von Wandlerelementen von dem Wandlerarray, wobei Sendepulse verwendet werden, die mit dem umkehrbaren Code räumlich co­ diert werden, der gemäß der entsprechenden Spalte der M × M Codiermatrix abgeleitet ist, wobei die zweiten Wandlerele­ mente einmal für jede Spalte der M × M Codiermatrix in ei­ nem zweiten Satz von aufeinanderfolgenden Sendeereignissen abgeleitet wird, wobei das Sendeereignis von dem zweiten Satz, der einer bestimmten Matrixspalte entspricht, relativ zu dem Sendeereignis des ersten Satzes verzögert wird, der der bestimmten Matrixspalte entspricht, so daß die ersten und zweiten Wandlerelemente von jeder Gruppe eine Punkt­ quelle emulieren,
Empfangen von Signalen von N Wandlerelementen der Vielzahl nach jedem der M Sendeereignisse,
Umsetzung von jedem der empfangenen Signale in ein entspre­ chendes digitales Signal,
Decodieren von M × N Digitalsignalen, indem die Umkehrung der Codiermatrix verwendet wird, um einen decodierten Da­ tensatz zu erzeugen, und
Bilden eines bündelgeformten Datensatzes aus dem decodier­ ten Datensatz.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der umkehrbare Code einen Orthogonalphasencode aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Orthogonalphasencode einen Hadamard-Code aufweist.
16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Treibens der ersten Wandlerelemente und zweiten Wandlerelemente mit entweder einer vorbestimmten Pulskurvenform oder der Pha­ seninversion der vorbestimmten Pulskurvenform gemäß Werten, die von der Codiermatrix geliefert werden, ausgeführt wird.
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