一种三维超声成像方法及装置制造方法及图纸

技术编号:20434324 阅读:23 留言:0更新日期:2019-02-26 22:14
本发明专利技术适用于超声成像技术领域,提供了一种三维超声成像方法及装置,包括:将第一方向的压电阵元分组后采用线性方式扫描成像;对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,其中,所述第一方向与所述第二方向相互正交。通过上述方法能够将原有的电信号发送与接收的通道数减少,从而降低换能器激励与信号数据采集的难度,同时降低成本。

A Three-dimensional Ultrasound Imaging Method and Device

The invention is applicable to the field of ultrasound imaging technology, and provides a three-dimensional ultrasound imaging method and device, including: scanning imaging in linear mode after grouping piezoelectric array elements in the first direction; scanning imaging in phased array mode for piezoelectric array elements in the second direction, where the first direction is orthogonal to the second direction. By using the above method, the number of channels for transmitting and receiving electrical signals can be reduced, so that the difficulty of excitation and data acquisition of transducers can be reduced, and the cost can be reduced at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种三维超声成像方法及装置
本专利技术属于超声成像
,尤其涉及一种三维超声成像方法及装置。
技术介绍
随着超声波成像技术的不断发展,超声波成像系统在医疗诊断中的应用也越来越多,人们最常见的为B超。实时三维超声成像技术是当今医疗成像诊断重要的手段之一,这项技术能提高扫描帧频及达到高品质的成像要求,与传统的单阵元和一维阵列超声换能器相比,二维阵列相控阵系统是解决实时三维超声成像的有效手段,它能在两个方向上聚焦,检测空间分辨率大大提高。但是,二维阵列超声换能器的阵元数目庞大,大量的信号采集通道,使脉冲发生器和数据采集的电子系统非常昂贵,并且信号采集通道多,成像采集系统复杂。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术实施例提供了一种三维超声成像方法及装置,以解决现有技术中的超声换能器信号采集通道多导致成像采集系统复杂,电子系统成本昂贵的问题。本专利技术第一方面提供了一种三维超声成像方法,所述维超声成像方法包括:将第一方向的压电阵元分组后采用线性方式扫描成像;对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,其中,所述第一方向与所述第二方向相互正交。本专利技术第二方面提供了一种三维超声成像装置,所述三维超声成像装置包括:线性扫描单元,用于将第一方向的压电阵元分组后采用线性方式扫描成像;相控阵扫描单元,用于对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,其中,所述第一方向与所述第二方向相互正交。本专利技术第三方面提供了一种电子设备,包括:存储器、处理器、超声换能器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述三维超声成像方法的步骤。本专利技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述三维超声成像方法的步骤。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是:本专利技术实施例将第一方向的压电阵元分组后采用线性方式扫描成像,即按组扫描,,对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,其中,所述第一方向与所述第二方向相互正交。通过上述方法能够将原有信号激励发送与接收的通道数减少,可降低二维面阵激励与信号数据采集的难度,从而降低电子系统设备的制造成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种三维超声成像方法的实现流程图;图2是本专利技术实施例提供的一种三维超声成像装置的结构示意框图;图3是本专利技术实施例提供的一种线性扫描单元的结构示意框图;图4a是本专利技术实施例提供的一种相控阵扫描单元的结构示意框图;图4b是本专利技术实施例提供的另一种相控阵扫描单元的结构示意框图;图4c是本专利技术实施例提供的再一种相控阵扫描单元的结构示意框图;图5是本专利技术实施例提供的一种电子设备的示意图。具体实施方式以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本专利技术实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。实施例一:图1示出了本专利技术第一实施例提供的一种三维超声成像方法的流程图,详述如下:步骤S101,将第一方向的压电阵元分组后采用线性方式扫描成像。其中,在本专利技术实施例中,所述三维超声成像基于二维阵列超声换能器,二维阵列超声换能器是能够实现实时三维超声成像的基础,它能够提供声束的三维动态聚焦和偏转,从而能够实现三维数据的实时采集。二维阵列超声换能器采用脉冲回波相控阵电子扫描来完成声束的发射和接收,并且,二维阵列超声换能器可以在横向x方向与纵向y方向两个方向上进行扫描。在本专利技术实施例中,当第一方向为横向x方向时,在横向x方向进行线性方式扫描成像。当第一方向为纵向y方向时,在纵向y方向进行线性方式扫描成像。具体地,在本专利技术实施例中,对二维阵列分别进行横向x和纵向y两个方向的扫描,所述二维阵列超声换能器包括N×L个压电阵元,N和L都为正整数。可选地,当所述第一方向包括L列压电阵元时,所述步骤S101具体包括:A1、将L列压电阵元按照每组M个阵元的方式进行分组,其中2≤M<L,M为不小于2的正整数。A2、以组为单位,采用电子开关切换方式依次激励每一组压电阵元,发射一束超声波束并接收其回波。具体地,线性扫描是由高频电脉冲多路传输,按相同的聚焦律和延时律触发一组晶片,声束则以恒定角度沿相控阵探头长度方向进行扫描。进行线性扫描时,在扫描第一方向上的压电阵元前,用电子开关切换多阵元开关,使其轮流工作,若干个相邻的小单阵元同时受到激励,发射一束超声并接收其回波,然后舍去前面一个,纳入后面的一个单元,发射一束超声波,依次类推,激励阵元发射许多平行声束,从而扫查目标区域。进一步地,对M个阵元施加不同延时的激励信号,根据实际聚焦范围来调整不同组阵元上各阵元的电脉冲时延量,从而使各组阵元先后发出的声脉冲,在声场中形成会聚的波阵面,使得换能器能够在空间中指定点处实现声束聚焦。在本专利技术实施例中,将L列压电阵元按照每组M个阵元的方式进行分组,以组为单位进行激励每组的阵元发送超声波束,进行线性扫描,从而减少信号激励发送与接收的通道数,可降低换能器激励与信号数据采集的难度,降低电子系统设备的制造成本。步骤S102,对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,其中,所述第一方向与所述第二方向相互正交。其中,超声相控阵扫描成像是通过电子开关控制超声换能器中的各个阵元,按照一定的延迟时间规则发射和接收超声波,从而动态控制超声波束的偏转和聚焦。在本专利技术实施例中,当第二方向为横向x方向时,在横向x方向采用相控阵扫描方式进行扫描成像。当第二方向为纵向y方向时,在纵向y方向采用相控阵扫描方式进行扫描成像。需注意的是,在本专利技术实施例中,所述第一方向采用的扫描方式与所述第二方向采用的扫描方式不相同。可选地,在本专利技术实施例中,当所述第二方向包括N列压电阵元时,所述步骤S102包括:B1、激励全部N列压电阵元,使每个压电阵元独立产生和接收超声波束。B2、控制换能器阵列中各阵元按预设的发射接收规则发射或者接收超声波束的延迟时间,改变声波到达或者来自阵元时的相位关系,从而实现超声波的声束聚焦和声束偏转。具体地,在本专利技术实施例中,所述第二方向包括N列压电阵元,激励二维阵列超声换能器中,第二方向上全部N列压电阵元,使得每个压电阵元独立产生和接收超声波束,同时,通过控制换能器阵列中脉冲激励阵元的延迟时间,使得各阵元按照预设的发射接收规则,发射或者接收超声波束,改变声波到达或者来自阵元时的相位关系,从而实现超声波的声束聚焦和声束偏转效果,进而实现超声成像。其中,相控阵扫描中的声束偏转与探头的每一个晶片的宽度以及阵元数都有关系。可选地,所述步骤S102包括:C1、同时激励全部N列压电阵元,使每个压电阵元产生和接收超声波束。C2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维超声成像方法,所述三维超声成像基于二维阵列超声换能器,其特征在于,二维阵列超声换能器中,所述超声成像方法包括:将第一方向的压电阵元分组后采用线性方式扫描成像;对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,其中,所述第一方向与所述第二方向相互正交。

【技术特征摘要】
1.一种三维超声成像方法,所述三维超声成像基于二维阵列超声换能器,其特征在于,二维阵列超声换能器中,所述超声成像方法包括:将第一方向的压电阵元分组后采用线性方式扫描成像;对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,其中,所述第一方向与所述第二方向相互正交。2.如权利要求1所述的三维超声成像方法,其特征在于,所述第一方向包括L列压电阵元,所述将第一方向的压电阵元分组后采用线性方式扫描成像,包括:将L列压电阵元按照每组M个阵元的方式进行分组,其中2≤M<L;以组为单位,依次激励每一组压电阵元,发射一束超声波束并接收其回波。3.如权利要求1所述的三维超声成像方法,其特征在于,所述第二方向包括N列压电阵元,所述对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,包括:激励全部N列压电阵元,使每个压电阵元产生和接收超声波束;控制换能器阵列中各阵元按预设的发射接收规则发射或者接收超声波束的延迟时间,改变声波到达或者来自压电阵元时的相位关系,从而实现超声波的声束聚焦和声束偏转。4.如权利要求1所述的三维超声成像方法,其特征在于,所述第二方向包括N列压电阵元,所述对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,包括:同时激励全部N列压电阵元,使每个压电阵元产生和接收超声波束;控制加到各个压电阵元上的激励信号的波形,从而改变超声波束的声束聚焦和声束偏转,形成扇形扫描。5.如权利要求1所述的三维超声成像方法,其特征在于,所述第二方向包括N列压电阵元,所述对第二方向的压电阵元采用相控阵扫描方式进行扫描成像,包括:同时激励全部N...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈燕黄智文吕永昕陈焯豪陈少芬戴吉岩
申请(专利权)人:香港理工大学深圳研究院
类型:发明
国别省市:广东,44

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