DE3842582A1

DE3842582A1 - Verfahren und einrichtung zum erhalten von mehreren unterschiedlichen energierueckleitstrahlen als antwort auf ein einzelnes erregungsereignis

Info

Publication number: DE3842582A1
Application number: DE3842582A
Authority: DE
Inventors: Matthew O'donnell
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1988-12-17
Publication date: 1989-07-06
Also published as: NL8803109A; US4886069A; JP2933631B2; JPH024355A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Energiestrahl-Abbildungssysteme, wie beispielsweise ein Ultraschall-Abbildungssystem und andere, und insbesondere auf ein neues Verfahren und eine neue Einrich tung zum Empfangen einer Anzahl M von unterschiedlichen Rück strahlsignalen für eine Realzeitabbildung und ähnliches von Medien, die durch ein einzelnes Erregungsereignis erregt sind.

Es ist bekannt, daß bei Energiereflexions-Abbildungssystemen (beispielsweise Ultraschall, Sonar, Radar und ähnliches), die Energiestrahlen bzw. -Bündel zur Erregung des abzubildenden Mediums verwenden, die Kontrastauflösung durch Sprenkelrau schen und ähnliche Phänomene eingeschränkt sein kann. Es ist auch bekannt, daß die Sprenkeleffekte vermindert werden kön nen, wenn zahlreiche Bilder, die jeweils von einem unterschied lichen Datensatz abgeleitet sind, die alle aus leicht unter schiedlichen Transmissionsbedingungen erhalten wurden, gemit telt werden. Unglücklicherweise wird jedoch die Bildwechsel frequenz bei der Realzeitabbildung in dramatischer Weise um einen Faktor verkleinert, der gleich der Anzahl der gemittel ten Bilddatensätze ist, wenn die Datenmittelung verwendet wird, um das Sprenkelrauschen zu vermindern. Somit ist es nicht nur wünschenswert, die Bildwechselfrequenz beizubehal ten, selbst wenn eine Mittelung von mehreren Signalen ge stattet wird, sondern auch die Bildwechselfrequenz für irgend eine Abbildungsapplikation zu vergrößern, wie beispielsweise eine Realzeit-Ultraschall-Blutströmungsabbildung, die bisher eine verkleinerte Bildwechselfrequenz haben mußte aufgrund des Erfordernisses von mehreren unterschiedlichen Datensätzen, aus denen die erforderlichen Bilddaten berechnet wurden. Es ist wünschenswert, diese Vorteile durch die gleichzeitige Er zeugung von zahlreichen Empfangsstrahlen aus jedem Erregungs ereignis zu erhalten, das einen Energietransmissionsstrahl generiert, der auf die zu untersuchenden Medien auftrifft. Durch Ausbildung einer Anzahl M von im wesentlichen gleich zeitigen Empfangsstrahlen für jeden gesendeten Erregungsstrahl kann eine Kombination von unterschiedlichen Bildpunkten pro Erregung und zahlreichen Bildern-pro-Zeit-Intervallen erreicht werden. Jedoch muß die Implementation von zahlreichen gleich zeitigen Empfangsstrahlen für eine kostengünstige Implemen tation in einem eine phasengesteuerte Array aufweisendes Bild gebungssystem eine begrenzte zusätzliche Hardware benutzen, (im Gegensatz zu dem sehr Hardware-intensiven Verfahren, das von Olaf von Ramm u.a. at Duke University vorgeschlagen ist) und sie muß auch gestatten, daß die zahlreichen Empfangsstrah len generiert werden, ohne daß eine vollständig neue Zeitver zögerungssteuerung für jede unabhängige Strahlrichtung er forderlich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrich tung zu schaffen, um im wesentlichen gleichzeitig mehrere unterschiedliche Empfangsstrahlen zu erhalten, die auf einen einzelnen Erregungsstrahl ansprechen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Empfangen eines Rücklauf signals aus jeder einer Anzahl M von unterschiedlichen Strahl richtungen in Medien, die durch ein einzelnes Erregungsereig nis erregt werden, enthält: (a) jeder der M Strahlrichtungen, die von einem Mittelstrahl im wesentlichen gleich beabstandet sind, wird die gleiche kleine Winkelverschiebung zugeordnet, (b) die Medien werden mit einem einzelnen Energiestrahl er regt, der so ausgestrahlt wird, daß er an der Mittellage fo kussiert ist, (c) ein Rücklaufsignal wird von der zentralen Stelle empfangen und (d) für jede der M unterschiedlichen Strahlrichtungen wird unabhängig die Phase des empfangenen Rücklaufsignals um einen vorbestimmten Betrag gedreht, um den auftretenden Antwortstrahl in die zugeordnete getrennte Rich tung zu verschieben.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist M=2 und jeder Kanal eines eine phasengesteuerte Array aufweisenden Sektor scanners (phased array sector scanner bzw. PASS) ist mit Mit teln zur Phasendrehung des empfangenen Signals um einen Ver schiebungswinkel R _d=±ΔR/2 versehen, wobei Δ R/2 der Winkel abstand von jedem der M=2 Strahlen von der Mittellinie des Erregungsstrahls und im wesentlichen gleich dem halben nor malen Trenn- bzw. Abstandswinkel zwischen benachbarten Bild strahlen ist, die von der PASS-Wandler-Array gesendet werden. Für ein PASS-System mit B Strahlen, die pro Bild erzeugt wer den, müssen nur B/M Sendestrahlen mit einem Trennwinkel (M · Δ R) in einem Rahmen bzw. Bild ausgestrahlt werden. Beispielsweise hat eine 90°-Sektorabtastung mit B=128 wähl baren Strahlwinkeln normalerweise 128 Bildstrahlen, die je weils im Abstand von etwa 0,70° von den benachbarten Strah len angeordnet sind, aber mit M=2 sind nur B/M=64 Strahlen er forderlich, die jeweils in einem Abstand von (90° · M)/B≃1,41° angeordnet sind, um die gleichen Daten zu erhalten. Die bevor zugte Einrichtung zur Lieferung der ±ΔΦ Phasendrehung für digitale Quadratur-Basisbanddaten, die durch einen digitalen Demodulator in jedem von einer Anzahl von N Kanälen (wobei N die Anzahl der PASS-Array-Wandler ist) geliefert werden, ent hält zwei Schmetterlings-Phasendreheinrichtungen, die jeweils die gleichphasigen I- und senkrechten bzw. um 90° phasenver schobenen Q-Datensignale und auch Daten empfangen, die den dann verwendeten Sendestrahlwinkel R ₀ identifizieren, wobei jeder einen der positiv verschobenen oder negativ verschobe nen Empfangsstrahlen bildet.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung von einer phasenge steuerten Array zur Erzeugung von Erregungs- und Em pfangsenergiestrahlen und von einem mehrere Kanäle aufweisenden Abbilder-Vorderende zur Verwendung darin.

Fig. 2 ist eine schematische Blockdarstellung der Elektronik, die einen Teil von jedem Kanalvorderende bildet, und zeigt die zusätzliche Einrichtung, die zur Implemen tation des Verfahrens gemäß der Erfindung erforderlich ist.

Gemäß Fig. 1 verwendet ein kohärentes Bildgebungssystem 10 Schwingungsenergie, wie beispielsweise Ultraschallwellen, die in einen Erregungsstrahl 10 t durch eine phasengesteuerte Array 11 umgeformt wird, die eine Anzahl von N-Wandlern X 1-Xn auf weist. Jeder Wandler 11 wird nach bekannten Zeitsteuerkrite rien individuell erregt, um einen einzelnen Strahl, der auf ein Medium 12 fokussiert ist, an einem bestimmten Abstand R und in einem Winkel R ₀ in bezug auf eine Linie 11 p zu bilden, die senkrecht zur Wandler-Arrayoberfläche verläuft. Normaler weise wird ein Empfangsstrahl an dem Winkel R ₀ und Abstand R gebildet, um die Energie zu empfangen, die an der Array von irgendeiner reflektierenden Probe (Sampel) am Brennpunkt 12 s des jeweiligen Strahls reflektiert wird.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird eine Anzahl M von unter schiedlichen Empfangsstrahlen im wesentlichen gleichzeitig erzeugt, die jeweils im Winkel verschieden sind, um einen Win kelverschiebungsabstand R _d=±(2k-1) · ΔR/2 für k=1, 2 . .. M/2 von dem gesendeten Strahl 10 t. Somit induziert ein Erregungs strahl einen Rücklauf von M unterschiedlichen Strahlen in der Probe, so daß B/M Erregungsstrahlen, die jeweils von benachbar ten Strahlen durch einen Winkel (M · Δ R) getrennt sind, not wendig sind, um ein volles Sektorbild von B Strahlen zu erzeu gen. Der Winkel Δ R ist gleich dem typischen Winkelabstand zwi schen diskreten benachbarten Strahlen des Sektor-Scanners. Bei spielsweise sei M=2; ein einzelner Erregungsstrahl 10 t be strahlt den Sampelpunkt 12 s, und zwei empfangene Strahlen 10 r 1 und 10 r 2, die jeweils in einem kleinen Versetzungswinkel Δ R/2 vor und hinter dem gesendeten Strahlwinkel R ₀ gerichtet sind, werden gleichzeitig erzeugt, um Information für die Sampelpunk te 12 s 1 und 12 s 2 auf jeder Seite des Punktes 12 s und an im wesentlichen dem gleichen Abstand R zu liefern. Die Erzeugung einer Anzahl M gleichzeitiger Empfangsstrahlen (für jeden Er regungsstrahl) wird beispielsweise in einem eine digitale phasengesteuerte Array aufweisenden Hochgeschwindigkeits-Ultra schall-Bildgebungssystem ausgeführt, das in der deutschen Pa tentanmeldung P 37 42 550 und in der europäischen Patentan meldung EP 8 81 084 719 erläutert ist. Das dort beschriebene Ultraschall-Bildgebungsverfahren verwendet eine "Frontend- Elektronik 14", die einen Kanal der Empfangseinrichtung 14-i für jeden Wandler 11-i der Array aufweist, wobei 1i N. So mit hat die Elektronik 14 eine gleiche Anzahl N Kanäle, wobei jeder mit einer der Einrichtungen 14-1 bis 14-n das Sig nal von einem zugeordneten Wandler 11-1 bis 11-n empfängt zum Umwandeln des HF Ultraschallrücksignals in wenigstens ein di gitales Basisbandsignal. Nach einer Zeit-Gewinn-gesteuerten Verstärkung und ähnlichem wird ein HF-Eingangssignal digita lisiert durch zwei Analog/Digital-Wandler (ADC) die bei einer Sampel- oder Abtastfrequenz arbeiten, die viel höher als die maximale HF-Ultraschallfrequenz ist (beispielsweise bei einer Sampelfrequenz von etwa 20 MHz für ein fünf MHz-Ultraschall- Erregungssystem). Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, empfängt die bekannte Analog/Digital-Wandlereinrichtung 22 a und 22 b das HF Eingangssignal an einem Knotenpunkt 14 a und empfängt die entsprechenden Sampelsignale S′ und S. Eine für eine Zeit verzögerung Δ t _s sorgende Einrichtung 24 steuert das Taktsig nal des Sampel S′ zur Einrichtung 22 a (ADC1) in bezug auf das Taktsignal des Sampel S zur Einrichtung 22 b (ADC2), so daß das Ausgangssampel einen HF Signalstrahl darstellt, der an einem Ziel 12 s in einem gegebenen Abstand R entlang einer festen Strahlrichtung R ₀ fokussiert ist. Die digitalen Daten signale A und B werden von den entsprechenden Einrichtungen 22 a und 22 b (ADC1 und ADC2) durch eine digitale Demodulatoreinrich tung 26 empfangen und demoduliert, um ein eine senkrechte Pha se zueinander aufweisendes Paar von Basisbandsignalen zu lie fern, die ein digitales, gleichphasiges Datensignal I und ein digitales Quadraturphasen-Datensignal Q aufweisen. Somit ist ersichtlich, daß, wenn jede neue Kanaleinrichtung 14′ eine An zahl M (beispielsweise M=2) von digitalen Quadraturphasen-Da tensignalpaaren liefert, wobei jedes Signal des Paares von einer unterschiedlichen Stelle 12 sj (wobei 1j M) ausgeht, die von einer mittleren Lage 12 s leicht verschoben ist (wie beispiels weise das Paar der digitalen Datensignale I 1 und Q 1 von einer ersten Stelle 12 s 1 mit einer Winkelverschiebung -ΔR/2 in be zug auf den Fokalpunkt 12 s der Probe und ein zweites Paar von Quadraturphasensignalen I 2 und Q 2 von einem anderen Sampel punkt 12 s 2 mit einer Winkelverschiebung +Δ R/2 auf der gegen überliegenden Seite des einzelnen Erregungsstrahls entlang der Linie 10 t an dem Winkel R ₀ in bezug auf die Array-Senkrechte 11 p), dann stehen die Daten im wesentlichen gleichzeitig zur Verfügung von mehreren unterschiedlichen Punkten innerhalb des Mediums, so daß es den Anschein hat, daß eine Anzahl M unterschiedlicher Strahlen gleichzeitig abgebildet werden durch einen einzelnen Transmissionsstrahl. Deshalb können Daten von der Gesamtheit B von Strahlen, die für ein Bildset erforderlich sind, in einem ganzzahligen Bruch 1/M der Zeit für ein Bild (frame) empfangen werden, so daß es den Anschein hat, daß die Bildwiederholungsfrequenz mit dem Faktor M multipli ziert ist; d. h. es sind nur B/M Erregungsstrahlen erforder lich, anstelle von B getrennten Strahlen, um Daten von dem ge samten Objekt zu erhalten. Es ist somit ersichtlich, daß, wenn die gleiche Bildwiederholungsfrequenz verwendet wird, die An zahl M von Empfangsstrahlen für jede Erregung in einem Halb bildintervall eine gleiche Anzahl M von unabhängigen Erregungen des Mediums gestatten kann, wobei jede Erregung ihren eigenen vollständigen Datensatz liefert. Deshalb wird innerhalb des gleichen Bild-Zeitintervalls eine Anzahl M voller Daten sätze verfügbar und kann gemittelt werden, um Sprenkelrauschen in der resultierenden Anzeige zu verkleinern.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine gleich zeitige Bildung einer Anzahl M von getrennten Empfangsstrah len, die jeweils um einen Winkelbetrag R _d=±(2k-1) · ΔR/2, für k=1, 2, 3 . . . M/2 von der Mittelachse eines einzelnen Erre gungsstrahls verschoben ist, geliefert durch Korrektur der Phase von jedem empfangenen Signal durch Drehung um eine Pha se ΔΦ. Wenn beispielsweise M=2 ist, dann werden zwei Strahlen, die jeweils in entgegengesetzer Richtung von dem Sendestrahl ver schoben sind, geliefert, wobei k=1 und der Verschiebungswinkel R _d=±ΔR/2 sind. Die Phase ΔΦ eine Größe, die von dem Winkelverschiebungselement Δ R des Bildgebers abhängig ist. So mit wird das HF Anwortsignal, das von jedem Wandler X _i emp fangen wird, abgetastet bzw. gesampelt, wobei eine ADC-Sampel taktsteuerung verwendet wird, die für den Mittel-(erregungs) strahl 10 t am Winkel R ₀ geeignet ist. Nach Demodulation in das Basisband wird jedes der gleichphasigen Quadraturphasen-Da tensignale I und Q um einen Phasenkorrekturwinkel von +ΔΦ ge dreht, um ein erstes neues Paar von Signalen I 1 und Q 1 zu er zeugen, und wird um einen zweiten Korrekturphasenwinkel -ΔΦ gedreht, um ein neues zweites Paar von gleichphasigen und Qua draturphasen-Datensignalen I 2 und Q 2 zu erzeugen. Jeder Signal satz stellt einen der zwei empfangenen Strahlen dar, die in Fig. 1 gezeigt sind; d. h. die Datensignale I 1 und Q 1 stellen den Punkt 12 s 2 dar und die Datensignale I 2 und Q 2 stellen den Punkt 12 S 1 dar. Jede Phasendrehung wird durch eine von zwei Phasenkorrektureinrichtungen 28 ausgeführt, wie beispielsweise der Schmetterlings-Phasendreheinrichtung, wie in der deutschen Patentanmeldung P 37 42 724.5 erläutert ist. Jede der N Kanal einrichtungen hat eine Anzahl von M digitalen Schmetterlings phasendrehern (hier hat jeder Kanal die zwei Phasendreheinrich tungen 28 a und 28 b); jede Dreheinrichtung weist vier Multi plizierer, zwei Summiereinrichtungen und Speichereinrichtungen auf, die als Elemente 23-30 in Fig. 2 der vorstehend ge nannten Patentanmeldung gezeigt sind. Jede Phasenkorrekturein richtung 28 empfängt die Information bezüglich den Winkel R ₀ und auch die I- und Q-Daten, um die Phasen-korrigierten Aus gangssignale I+ und Q+ zu liefern, von der +ΔΦ Phasenkorrek tureinrichtung 28 a und die Ausgangssignale I- und Q- von der -ΔΦ Phasenkorrektureinrichtung 28 b. Das resultierende erste Paar von phasenkorrigierten Signalen I 1 und Q 1 wird an Ausgängen 14 b und 14 c geliefert, wobei das zweite Paar phasenkorrigierte Signale I 2 und Q 2 an den entsprechenden Kanalausgängen 14′a und 14′b geliefert wird.

Die Größe der Phasendrehung ΔΦ, um die jede der I- und Q-Daten signale in jeder Einrichtung 28 korrigiert wird, hängt von dem Verschiebungswinkel Δ R ab, der für ein bestimmtes System ge wählt wird. Beispielsweise kann in einem 90° Sektorabtast system mit 2⁷=128 unterschiedlichen Winkeln R ₀ der Verschie bungswinkel Δ R mit (90°/128)≃0,70° gewählt werden. Die Größe der Phasendrehung ΔΦ ändert sich mit dem Strahlwinkel R ₀, aber sie ändert sich nicht als eine Funktion des Abstandes R. Somit beträgt die Phasendrehung ΔΦ für einen Kanal, dessen Wandler in einem Versetzungs- bzw. Offset-Abstand x (kleiner als der maximale Versetzungsabstand a/2, wobei a die Länge der Aper tur der Anordnung 11 ist) angeordnet ist

ΔΦ (x, R, R₀) = Φ (x, R, R₀ + ΔR/2)-Φ (x, R, R₀) (1)

für die auch gilt

ΔΦ (x, R, R₀) = 2π/λ [x (sin R₀-sin (R₀ + ΔR/2)) + x²/2R (cos²R₀-cos²(R₀ + ΔR/2))] (1a)

und kann vereinfacht werden in

ΔΦ (x, R, R₀) ∼ (π/g) [-x cos R₀ΔR-(x²/R) sin R₀ cos R₀ΔR] (1b)

Der maximale Phasendifferenzwert tritt auf: Wenn der Verschie bungswinkel Δ R maximal ist; weil ein Array-Element am Ende der Apertur, d. h. Wandler X 1 oder Xn mit einem Verschiebungswinkel x=a/2; und an einem Abstand R entsprechend der minimalen f/An zahl F der Array-Linse. Die maximale Winkelverschiebung Δ R, er mittelt durch den Nyquist-Zustand für eine Apertur der Länge a, beträgt

ΔR _max = λ/2a (2)

so daß die maximale Phasendifferenz am Ende der Apertur beträgt

ΔΦ (a/2, R _min, R₀) = -[π/4] [cos R₀ + (sin R₀ cos R₀/F _N)] (3)

Für eine f/Anzahl F=2 oder größer beträgt der maximale Wert von ΔΦ etwa π/4 und der Fokussierungsbeitrag zu dieser Phasen differenz hat einen maximalen Wert von etwa π/16. Infolge dessen ist eine feste Drehung (als eine Funktion des Abstandes R) eine sehr gute Annäherung für jeden der zwei Strahlen 10 r 1 10 r 2, die durch die zwei Phasenkorrektureinrichtungen 28 a und 28 b der Vorrichtung 14′ erzeugt sind, die zwei getrennte Emp fangsstrahlen bei jedem Wiederholungszyklus bildet. Es ist er sichtlich, daß zwei unabhängige Erregungsstrahlen deshalb bei jedem Strahlwinkel ausgesendet werden können, und die Antwor ten darauf werden gebündelt ohne einen Verkleinerungsfaktor von zwei in der gesamten Bildwiederholungsfrequenz des Bild gebungssystems.

Erfindungsgemäß kann dieses Verfahren zur Lieferung einer Anzahl M von getrennten Empfangsstrahlen für jedes Erregungs ereignis bei der Sprenkelverkleinerung verwendet werden, indem in N zyklisch alternierenden Wiederholungsintervallen eine Anzahl M unterschiedliche Erregungsstrahlen geliefert werden, wobei jeder unterschiedliche Spektralcharakteristiken oder Fokaleigenschaften hat. Die Mittelung der Signale, die mit unterschiedlichen Erregungen erhalten wird, hat eine Sprenkel rauschverminderung zur Folge, die so groß wie der Faktor in dem Bild sein kann, ohne daß irgendein Verlust in der Bild wiederholungsfrequenz auftritt. Wenn die M=2-Schaltung gemäß Fig. 2 verwendet wird, kann das Sprenkelrauschen um einen Fak tor verkleinert werden.

Eine andere Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Ultraschall-Blutströmungsbilddarstellung, bei der zahlreiche Erregungsstrahlen an jedem Strahlwinkel ausgesendet werden, um eine Abschätzung der Bewegung an jedem Punkt entlang des Strahls zu generieren. Bei dieser Form der Bildgebung würde entweder die Bildwiederholungsfrequenz oder die Winkelausdeh nung des Bildsektors normalerweise verkleinert werden müssen, um die Extrapulse aufzunehmen, die auf jeder Strahllinie er forderlich sind, um die Blutströmungsbewegung abzuschätzen; deshalb kann die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lieferung einer Anzahl M von im wesentlichen gleichzeiti gen Empfangsstrahlen entweder die Bildwiederholungsrate oder die Winkelausdehnung des Bildsektors um einen Faktor M ver größern, beispielsweise ein Faktor 2 mit der dargestellten Kanaleinrichtungskonfiguration gemäß Fig. 2.

Das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung kann die Qualität von wenigstens zwei sehr wichtigen medizinischen Ul traschall-Bildgebungsapplikationen ohne eine größere Erhöhung der Systemkosten verbessern; wenn jede der Kanalfrontendein richtungen 14 in einer oder mehreren integrierten Schaltungen mit sehr großer Packungsdichte (VLSI) ausgebildet wird, wird die relativ kleine Chipfläche, die zum Implementieren der Multiplizierer/Summierer/Speicher für M Phasenkorrekturein richtungen 28 erforderlich ist, auf einfache Weise zu jedem Kanal-IC hinzugefügt.

Es sind jedoch noch weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung möglich. Beispielsweise können das Verfahren und die Einrich tung gemäß der Erfindung mit anderen Strahlenergie-Bildgebungs modalitäten verwendet werden, wie beispielsweise Radar, Sonar oder ähnliches; ein digitales strahlbildendes Radarsystem mit einer phasengesteuerten Array, beispielsweise kann das Phasen drehungsverfahren gemäß der Erfindung anstelle der relativ komplizierten Fourier-Transformationsverfahren anwenden, die gegenwärtig praktiziert werden.

Claims

1. Verfahren zum im wesentlichen gleichzeitigen Erhalten einer Anzahl M unterschiedlicher Rücklaufsignale jeweils von einem unterschiedlichen Strahl aus Medien als Anwort auf ein einzelnes Erregungsereignis, gekennzeichnet durch:

(a) Ausrichten von jedem der M Strahlen mit einem im wesent lichen gleichen Abstand von einem Mittelstrahl mit einer kleinen Winkelverschiebung,
(b) Erregen des Mediums mit einem einzelnen Energiestrahl, der entlang des Mittelstrahls fokussiert ist,
(c) Empfangen eines Rücklaufsignals als Antwort auf den Mittelstrahl und
(d) unabhängige Phasendrehung für jeden der M unterschiedlichen Strahlen des empfangenen Rücklaufsignals um einen vor bestimmten Betrag ΔΦ, um den scheinbaren Ursprung des Rücklaufsignals an eine Stelle entlang dem zugeordneten getrennten Strahl zu verschieben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Phasendrehung eine Größe ΔΦ ausgebildet wird, die von wenig stens einem vorgewählten Verschiebungswinkel Δ R abhängig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine phasengesteuerte Array aufweisender Sektorscanner ver wendet wird, um Signale zu senden und zu empfangen, wobei eine Gesamtzahl von B Strahlen über einem Abtastsektor von S Grad erhalten werden kann, und bei der Phasendrehung die Größe des Verschiebungswinkels Δ R so gewählt wird, daß die ser im wesentlichen gleich (S/B) Grad ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß S=90° B=128, M=2 und Δ R≃0,70° gewählt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der M Strahlen von einem Mittelstrahlwinkel R ₀ durch einen unterschiedlichen der Verschiebungswinkel R _d=±(2k-1) · (Δ R/2) getrennt ist, wobei k=1, 2, . . ., M/2.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß M=2 ist und bei der Phasendrehung das Rücklaufsignal um entsprechen de Winkel von +ΔΦ/2° und -ΔΦ/2° gedreht wird, um auf ent sprechende Weise das Empfangssignal von entsprechenden ersten und zweiten Stellen der zwei getrennten Stellen zu erhalten.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Er regungsstrahl durch eine Wandlerarray ausgestrahlt wird, bei der Erregung der Erregungsstrahl auf eine Stelle im Winkel R ₀ in bezug auf die Senkrechte auf die Array foku siert wird, und bei der Phasendrehung die Größe der Phasen drehung ΔΦ auch auf die Größe des Winkel R ₀ anspricht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von N Wandlern in der Array verwendet werden, und bei der Phasendrehung ein unterschiedlicher Wert der Größe der Phasendrehung für den einen Kanal ausgebildet wird, der jedem Wandler zugeordnet ist, und der unterschiedliche Wert von einer Versetzungsstrecke x dieses Wandlers von der Mitte der Anordnung abhängig ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Phasendrehung ΔΦ auch von dem Abstand R der Mit tellage von der Mitte der Array abhängig ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendrehung ΔΦ einen Wert hat, der in etwa gegeben ist durch ΔΦ ≃ (π/λ) (-x cos R₀ · ΔR-(x²R) · sin R₀ · ΔR ).

11. Verfahren zum Vergrößern der Anzahl von Erregungen von je der einer Anzahl B unterschiedlicher Strahlstellen in einem Einheitszeitintervall, gekennzeichnet durch:

(a) Unterteilen des Einheitszeitintervalls in eine Anzahl M zyklisch wiederkehrender sequentieller Rahmenintervalle, wobei M eine ganze Zahl größer als 1 ist,
(b) Auswählen von jedem der M unterschiedlichen Strahlen aus der Gesamtheit B unterschiedlicher Strahlrichtungen, die auch im wesentlichen gleich beabstandet sind von einer Mittelstrahlrichtung um eine kleine Winkel verschiebung,
(c) Erregen des Mediums mit einem einzelnen Energiestrahl, der auf die Mittelrichtung fokussiert ist,
(d) Ausbilden einer Anzahl M unterschiedlicher Empfangs signale, die jeweils von der Energie, die von einer zugeordneten der M unterschiedlichen Richtungen reflek tiert wird, und alle von dem einen Strahl gemäß Schritt (c) abhängig sind,
(e) die Schritte (b)-(d) für jeden der übrigen (B/M)-1 unterschiedlicher Sätze von anderen Anzahlen M der Strahlen in der Gesamtheit unabhängiger Strahlrich tungen wiederholt werden und
(f) alle Schritte (b)-(e) für jedes der (M-1) Rahmenin tervalle in diesem Einheitszeitintervall wiederholt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wiederholungsschritt (f) die gleichen M Stellen in jeder Wiederholung des gleichen Erregungsstrahls verwen det werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangssignale gemittelt werden, die in allen M Rahmen intervallen des gleichen Einheitszeitintervalls von we nigstens einer gewählten Stelle des Mediums erhalten werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemitteltes Empfangssignal von im wesentlichen allen Medienstellen in jedem Einheitszeitintervall erhalten wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wiederholungsschritt (f) alle M Rahmenintervalle für we nigstens eine der Doppler-Verarbeitung und Blutströmungs abbildung verwendet werden.

16. Einrichtung zum Erhalten einer Anzahl M im wesentlichen gleichzeitiger unterschiedlicher Rücklaufsignale jeweils aus einer unterschiedlichen Strahlrichtung, die alle von einer Mittellage im wesentlichen gleich beabstandet sind, in Abhängigkeit von einem einzelnen HF-Rücklaufsignal von der Mittellage aufgrund eines einzelnen Erregungsereig nisses, gekennzeichnet durch :
Mittel zum Umwandeln des HF-Rücklaufsignals in ein Basis bandsignal und
Mittel zum unabhängigen Drehen der Phase von jedem der M Duplikate des Basisbandsignals um einen so vorbestimm ten Betrag ΔΦ, daß der scheinbare Ursprung von jedem phasengedrehten Basisbandsignal zu der zugeordneten Rich tung der getrennten unabhängigen Strahlrichtungen ver schoben ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16 , dadurch gekennzeichnet, daß M=2 ist, zwei identische Basisbandsignale an die Phasen drehmittel geliefert sind, die Mittel zum Drehen eines ersten Basisbandsignals um +ΔΦ zur Bildung eines ersten Ausgangssignals, das dem von einer ersten Stelle des Me diums empfangenen Signals entspricht, und Mittel auf weisen zum Drehen eines zweiten Basisbandsignals um -ΔΦ zur Bildung eines zweiten Ausgangssignals, das dem Signal entspricht, das an einer zweiten Stelle des Me diums empfangen ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die M Strahlrichtungen alle von der Mittellage um einen im wesentlichen gleichen Verschiebungswinkel getrennt sind, der proportional zu einem Winkel R _d=±(2k-1) · ΔR, für k=1, 2, . . M/2 ist, und die Phasendrehung der Drehmittel von der Größe des Winkels Δ R abhängig ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Erregungsereignis zur Folge hat, daß ein Energiestrahl in einem Winkel R ₀ von einer Senkrechten auf eine Ober fläche einer den Ursprung bildenden Wandler-Array ausge sendet wird, und die Phasendrehung der Drehmittel auch von der Größe des Winkels R ₀ abhängig ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Array N Wandler aufweist, die jeweils in einem unter schiedlichen Abstand x von der Mitte der Array angeord net ist, wobei jedem Wandler Kanalsignalmittel zugeord net sind und jeder Wandler eine gleiche Anzahl von N konvertierenden Einrichtungen und eine gleiche Anzahl von phasendrehenden Einrichtungen aufweist, wobei die Phasen drehung der Drehmittel in der Signaleinrichtung des je weiligen Kanals auch von der Größe des Versetzungsab standes für den Wandler abhängig ist, der dem Kanal zuge ordnet ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellage sich in einem Abstand R von der Array befin det und die Drehmittel einen Wert der Phasendrehung ΔΦ ausbilden, der in etwa gegeben ist durch ΔΦ ≃ (π/λ) (-x · cos R₀) · ΔR-(x²R) · sin R₀ · cos R₀ · ΔR