一种超声成像方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种超声成像方法、系统及装置，该方法包括：预设成像的区域，且预设多个接收超声波的聚焦点以及对应聚焦点的发射阵元的延时，聚焦点设置在成像区域下方；根据每个聚焦点对应的延时激活超声探头的发射阵元，以聚焦的方式采用为探头宽度的30％‑100％的孔径向聚焦点发射超声波；确定成像区域内的采样点与有效发射声场的重叠部分；计算成像区域内包含有效发射声场的采样点的散射强度，得到与聚焦点对应的重建后的子图像；将几次发射后重建的子图像按照像素的位置加权叠加生成一帧图像。本发明专利技术通过该方法提高了图像帧频，最少两次发射超声波就可以得到一幅超声图像，不同的聚焦点重建的子图像的叠加能显著减小散斑尺寸，提高了图像分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗诊断超声成像
，更具体的，本专利技术涉及一种超声成像方法、系统及装置。
技术介绍
现代超声医学诊断对图像的实时性，即图像帧频的要求越来越高。早期的单波束成像技术发射一次仅能合成一条波束，需要发射许多次才能生成一帧超声图像；而现有的多波束技术通过一次发射即可同时合成m条波束(m通常为2，3或4)，如图1所示。对于包含相同声束线数的图像，多波束技术的发射次数仅为早期单波束技术的1/m，从而其成像的速度能提高m倍。目前，多波束技术是现有的提高超声图像帧频的主要手段。现代超声成像系统的多波束成像的流程图如图2所示。m波束技术的波束合成在每次超声发射后，能同时合成m条波束。对于每一次超声发射，采集所有阵元上的通道数据，按要合成的m条波束上的每个点进行延时和变迹，然后通过求和运算得到m条波束的射频信号；接着对射频信号进行包络检测，提取出基带信号，即包络信号；最后按照B超图像上所需的轴向分辨率所确定的成像区域所需的轴向采样点的个数，对包络信号进行下采样，即可得B超图像上的m条线；改变发射焦点的位置，再经过发射和波束合成后又能得到B超图像上的m条线，经过k次发射后一共能得到k×m条线，将所有的线拼接在一起，就得到了一帧B超图像。对于波束合成中的延时计算，多波束上的每个点的延时计算如图3所示，波束上的任意一点P相对于通道A的延时为其中为点P到探头的距离，为点P到通道A的距离，sound_speed为超声波在组织中的传播速度。尽管多波束技术能显著提高图像的帧频，但其图像的分辨率却比单波束的图像要差，目前为了提高图像的分辨率，需要进行多次的聚焦发射，从而在一定程度上提高图像的分辨率，但是又会降低图像的帧频。
技术实现思路
本专利技术提供了一种超声成像方法、系统及装置，以解决现有技术中为了提高图像的分辨率，需要进行多次的聚焦发射，从而在一定程度上提高图像的分辨率，但是又会降低图像的帧频的问题。为达到上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术公开了一种超声成像方法，该方法包括：预设成像的区域，在成像区域内进行离散采样，且预设多个接收超声波的聚焦点以及对应所述聚焦点的发射阵元的延时，所述聚焦点设置在成像区域下方；根据每个所述聚焦点对应的所述延时激活超声探头的所述发射阵元，以聚焦的方式采用为探头宽度的30％-100％的孔径向所述聚焦点发射超声波；确定所述成像区域内的采样点与有效发射声场采样点的重叠部分，获取所述超声波的所述有效发射声场内的采样点；计算所述成像区域内包含所述有效发射声场的采样点的散射强度，得到与所述聚焦点对应的重建后的子图像；将几次发射后重建的所述子图像按照像素的位置加权叠加生成一帧图像。优选的，所述计算所述成像区域内包含所述有效发射声场的采样点的散射强度，得到与所述聚焦点对应的重建后的子图像具体为：采集各个所述发射阵元对应的各个通道数据；分别对所述通道数据进行包络检测，得到包络信号，并对所述包络信号进行降采样、聚焦延时、变迹以及求和，得到子图像内每个采样点的散射强度；将所述不同聚焦点发射后重建的子图像按采样点的位置进行叠加，得到所述聚焦点对应的散射强度。优选的，所述计算所述成像区域内包含所述有效发射声场的采样点的散射强度，得到与所述聚焦点对应的重建后的子图像具体为：采集各个所述发射阵元对应的各个通道数据；分别对所述通道数据进行IQ解调，得到IQ解析信号，所述解析信号包括I信号和Q信号，分别对所述I信号和所述Q信号进行降采样、聚焦延时、变迹、求和以及，得到子图像内每个采样点的复数信号；对所述子图像内每个采样点的复数信号进行IQ取模得到所述聚焦点对应的散射强度。其中，所述IQ解调为希尔伯特变换或数字正交解调。在上述公开的方法基础上，本专利技术还公开了一种超声成像系统，该系统包括：预设单元，用于预设成像的区域，在成像区域内进行离散采样，且预设多个接收超声波的聚焦点以及对应所述聚焦点的发射阵元的延时，所述聚焦点设置在成像区域下方；发射单元，用于根据每个所述聚焦点对应的所述延时激活超声探头的所述发射阵元，以聚焦的方式采用为探头宽度的30％-100％的孔径向所述聚焦点发射超声波；确定单元，用于确定所述成像区域内的采样点与有效发射声场的重叠部分，并获取所述超声波的所述有效发射声场内的采样点；计算单元，用于计算所述成像区域内包含所述有效发射声场的采样点的散射强度，得到与所述聚焦点对应的重建后的子图像；叠加单元，用于将几次发射后重建的所述子图像按照像素的位置加权叠加生成一帧图像。优选的，所述计算单元具体为：第一采集单元，用于采集各个所述发射阵元对应的各个通道数据；第一计算单元，用于分别对所述通道数据进行包络检测，得到包络信号，并对所述包络信号进行降采样、聚焦延时、变迹和求和，得到子图像内每个采样点的散射强度；第一叠加单元，用于将所述不同聚焦点发射后重建的子图像按采样点的位置进行叠加，得到所述聚焦点对应的散射强度。优选的，所述计算单元具体为：第二采集单元，用于采集各个所述发射阵元对应的各个通道数据；第二计算单元，用于分别对所述通道数据进行IQ解调，得到IQ解析信号，所述解析信号包括I信号和Q信号，分别对所述I信号和所述Q信号进行降采样、聚焦延时、变迹以及求和，得到子图像内每个采样点的复数信号；IQ取模单元，用于对所述子图像内每个采样点的复数信号进行IQ取模得到所述聚焦点对应的的散射强度。其中，所述IQ解调为希尔伯特变换或数字正交解调。本专利技术在上述公开的方法及系统的基础上，本专利技术还公开了一种超声成像装置，包括：超声换能器，前端发射和接收模块，前端处理模块以及超声主机系统，其中，所述超声换能器包括多个阵元，用于发射超声波；所述的前端发射和接收模块用于控制超声波的发射及接收超声回波信号；所述前端处理模块用于对接收到的所述超声回波信号的预处理；所述超声主机系统用于超声图像的重建。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开了一种超声成像方法、系统及装置，该方法包括：预设成像的区域，在成像区域内进行离散采样，且预设多个接收超声波的聚焦点以及对应聚焦点的发射阵元的延时，聚焦点设置在成像区域下方；根据每个聚焦点对应的延时激活超声探头的发射阵元，以聚焦的方式采用为探头宽度的30％-100％的孔径向聚焦点发射超声波；确定成像区域内的采样点与有效发射声场的重叠部分；计算成像区域内包含有效发射声场的采样点的散射强度，得到与聚焦点对应的重建后的子图像；将几次发射后重建的子图像按照像素的位置加权叠加生成一帧图像。本专利技术通过该方法提高了图像帧频，最少两次发射超声波就可以得到一幅超声图像，不同的聚焦点重建的子图像的叠加能显著减小散斑尺寸，提高了图像分辨率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中三波束技术原理示意图；图2A-2B为现有技术中多波束合成方法的流程图；图3为现有技术中波束合成的延时计算方式的示意图；图4为本专利技术中单次发射生成一幅子图像的示意图；图5为本专利技术实施例公开的一种超声成像方法的流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声成像方法，其特征在于，该方法包括：预设成像的区域，在成像区域内进行离散采样，且预设多个接收超声波的聚焦点以及对应所述聚焦点的发射阵元的延时，所述聚焦点设置在成像区域下方；根据每个所述聚焦点对应的所述延时激活超声探头的所述发射阵元，以聚焦的方式采用为探头宽度的30％‑100％的孔径向所述聚焦点发射超声波；确定所述成像区域内的采样点与有效发射声场的重叠部分，并获取所述超声波的所述有效发射声场内的采样点；计算所述成像区域内包含所述有效发射声场的采样点的散射强度，得到与所述聚焦点对应的重建后的子图像；将几次发射后重建的所述子图像按照像素的位置加权叠加生成一帧图像。

【技术特征摘要】
1.一种超声成像方法，其特征在于，该方法包括：预设成像的区域，在成像区域内进行离散采样，且预设多个接收超声波的聚焦点以及对应所述聚焦点的发射阵元的延时，所述聚焦点设置在成像区域下方；根据每个所述聚焦点对应的所述延时激活超声探头的所述发射阵元，以聚焦的方式采用为探头宽度的30％-100％的孔径向所述聚焦点发射超声波；确定所述成像区域内的采样点与有效发射声场的重叠部分，并获取所述超声波的所述有效发射声场内的采样点；计算所述成像区域内包含所述有效发射声场的采样点的散射强度，得到与所述聚焦点对应的重建后的子图像；将几次发射后重建的所述子图像按照像素的位置加权叠加生成一帧图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述成像区域内包含所述有效发射声场的采样点的散射强度，得到与所述聚焦点对应的重建后的子图像具体为：采集各个所述发射阵元对应的各个通道数据；分别对所述通道数据进行包络检测，得到通道数据的包络信号；对所述包络信号进行降采样、聚焦延时、变迹以及求和，得到子图像区域内每个采样点的散射强度；将所述不同聚焦点发射后重建的子图像按采样点的位置进行叠加，得到所述聚焦点对应的散射强度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述成像区域内包含所述有效发射声场采样点的散射强度，得到所述聚焦点对应的重建后的子图像具体为：采集各个所述发射阵元对应的各个通道数据；分别对所述通道数据进行IQ解调，得到IQ解析信号，所述解析信号包括I信号和Q信号；分别对所述I信号和所述Q信号进行降采样、聚焦延时、变迹以及求和，得到所述子图像内每个采样点的复数信号；对所述子图像内每个采样点的复数信号进行IQ取模得到所述聚焦点对应的散射强度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述IQ解调为希尔伯特变换或数字正交解调。5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述聚焦延时采用焦点延时，其计算公式为其中P代表子图像内的任意一个采样点，为聚焦点C到探头的距离，为点P到聚焦点C之间的距离，为点P到通道A的距离，sound_speed为超声波在组织中的传播速度。6.一种超声成像系统，其特征在于，该系统包括：预设单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓畅，唐果，石学工，冯乃章，
申请(专利权)人：深圳开立生物医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44