超声波束合成方法的应用及剪切波超声弹性成像方法技术

本发明专利技术提供了一种超声波束合成方法的应用及剪切波超声弹性成像方法，属于超声技术领域，该超声波束合成方法包括如下步骤：利用超声换能器阵列发射至少两束向不同方向延伸的超声波束；根据发射的超声波分别调整超声波束的栅瓣角度使得超声波束的栅瓣与邻近的另一超声波束的主瓣重合。该方法不需要抑制栅瓣，而是将栅瓣与其他超声波束的主瓣合并成能量更高的新超声波束，因此在提高了成像质量的同时可以大大提高能量的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声
，具体涉及一种超声波合成方法及应用、剪切波超声弹性成像方法及应用。
技术介绍
超声成像是一种适用范围很广的诊断方法，具有无损伤、无电离辐射和使用方便等特点。波束形成是超声成像系统中最为关键的环节，直接影响着超声成像的质量。而超声波束的栅瓣则是影响超声成像质量的一个主要因素，如图1所示，因此低的栅瓣级一直是波束形成设计中追求的目标。传统的波束形成方法一般都是利用超声波合成方法使各阵元发射的超声聚焦成一束，并抑制栅瓣。然而，在抑制栅瓣的过程中会不可避免地有能量的损失，因此，为了使得形成的超声波束的功率密度满足需要，就要提高超声波束发射探头的输入功率。而在超声波束发射探头的输入功率一定的情况下，就需要较高的能量转换效率。另外，在声辐射力弹性成像技术(ARFI)、剪切波弹性成像技术(SWEI)和超音弹性成像技术(SSI)等超声成像技术中，如果只用一束聚焦的超声波束来激励目标区域以获取该目标区域的超声弹性图像，为保证成像精度等，就需要在目标区域的不同位置多次重复激励成像过程，从而限制了超声弹性成像速度。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有的波束合成方法一般都仅合成一束超声波束并需要抑制栅瓣，不仅会导致能量的损失，而且在一些应用场合，只有一束合成波束限制了超声成像的速度。为此，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种超声波合成方法，包括如下步骤：利用超声换能器阵列发射至少两束向不同方向延伸的超声波束；根据发射的超声波分别调整所述超声波束的栅瓣角度使得所述超声波束的栅瓣与邻近的另一超声波束的主瓣重合，所述栅瓣为能量最高的一束或两束。可选地，所述利用超声换能器阵列发射至少两束向不同方向延伸的超声波束的步骤包括：将所述超声换能器阵列分成至少两组子阵列；分别获取所述至少两组子阵列中各个阵元与其对应的目标聚焦点之间的距离；根据所述子阵列中各个阵元与其对应的目标聚焦点之间的距离确定所述子阵列的发射参数，该发射参数包括子阵列的各阵元的发射延时、发射波束变迹加权函数和输入信号的激励频率。可选地，所述根据发射的超声波分别调整所述超声波束的栅瓣角度使得所述超声波束的栅瓣与邻近的另一束超声波束的主瓣重合的步骤包括：调整所述超声波束对应的子阵列的发射参数。可选地，各个所述目标聚焦点与所述超声换能器阵列之间的距离不相等。可选地，所述根据发射的超声波分别调整所述超声波束的栅瓣角度使得所述超声波束的栅瓣与邻近的另一超声波束的主瓣重合的步骤包括：获取发射的超声波的声压分布或超声回波信号；根据所述声压分布或所述超声回波信号判断是否有超声波束的栅瓣没有与邻近超声波束重合。可选地，所述超声换能器阵列为线阵型或凸阵型。上述任一种超声波合成方法在声辐射力弹性成像上的应用，利用上述任一种超声波合成方法合成至少两束激励波束。上述任一种超声波合成方法在超音弹性成像上的应用，利用上述任一种超声波合成方法合成至少两束激励波束。一种剪切波超声弹性成像方法，包括如下步骤：获取目标区域在初始状态下的超声回波信号；利用上述任一种超声波合成方法形成至少两束聚焦于不同目标聚焦点的超声波束作为激励波束以对应产生至少两组剪切波，所述超声波束的栅瓣与邻近的另一束超声波束的主瓣重合；获取目标区域在剪切波传播过程中的超声回波信号；根据初始状态下的超声回波信号和剪切波传播过程中的超声回波信号得到所述目标区域的超声弹性图像。上述任一种剪切波超声弹性成像方法的应用，其目标区域的成分不均匀或目标区域内包含中空结构。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术实施例提供的超声波束合成方法，发射至少两束聚焦的超声波束并将各超声波束的栅瓣与靠近该栅瓣的另一超声波束合并。由于该方法不需要抑制栅瓣，而是将栅瓣与其他超声波束的主瓣合并成能量更高的新超声波束，因此在提高了成像质量的同时可以大大提高能量的利用率。2.本专利技术实施例提供的超声波束合成方法在声辐射力弹性成像上的应用，利用该超声波合成方法同时合成多束激励波束，不仅去除了栅瓣、提高了成像质量，还提高了能量的利用率，而且大大提高了成像效率。3.本专利技术实施例提供的超声波束合成方法在超音弹性成像上的应用，利用该超声波合成方法同时合成多束激励波束，不仅去除了栅瓣、提高了成像质量，还提高了能量的利用率，而且大大提高了成像效率。4.本专利技术实施例提供的剪切波超声弹性成像方法，是本专利技术实施例提供的超声波束合成方法在在剪切波弹性成像上的应用，该剪切波超声弹性成像方法是一种多角度激励的剪切波弹性成像方法，其利用了多个不同方向同时发射的剪切波激励波束对目标区域的组织进行激励以产生多组剪切波，并同时检测多组剪切波在组织内的传播过程以映射得到组织的弹性信息。该方法不需要提前预判病变组织的大概位置，可以同时对多个目标位置上的组织弹性信息进行测量，即使待检测的目标区域较大也能很快完成检测。并且，由于同时对目标区域的多个位置进行激励以产生剪切波，因此仅需要根据激励位置附近的剪切波传播速度来判断附近区域组织的弹性信息，远离激励位置的组织弹性信息由激励位置在附近的剪切波传播速度来判断。从而避免了远距离传播对剪切波传播速度和方向等的影响，进而大大提高了剪切波弹性成像的准确度。4.本专利技术实施例提供的剪切波超声弹性成像方法，通过目标聚焦点的预先设定，可以调整各束超声激励波束的聚焦焦距，从而实现对目标区域内不同深度的组织同时激励产生剪切波，进而可以得到同时在不同组织深度内沿激励波束垂直方向传播的多组剪切波，进而可以同时对不同深度的组织进行剪切波弹性成像。5.本专利技术实施例提供的剪切波超声弹性成像方法应用于成分不均匀目标区域的弹性检测，可以同时产生多组剪切波，通过检测不同剪切波从不同方向传输到目标点时的速度实现各向异性生物组织的弹性信息检测。也可以通过调整剪切波激励波束的角度和焦距使得各组剪切波相交于目标点，然后通过比较各组剪切波在目标点的不同方向上的传播速度实现各向异性生物组织弹性信息的检测。6.本专利技术实施例提供的剪切波超声弹性成像方法应用于包含中间结构的目标区域的弹性检测，通过利用多种激励波束对中空组织或器官周围的区域进行剪切波弹性成像，解决了中空结构会导致剪切波传播过程中幅值的大幅衰减甚至传播中断从而对相关区域形成盲区并导致剪切波弹性成像方法失效的问题，该方法提高了剪切波弹性成像技术的临床适用性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为利用现有波束合成方法合成出的带有栅瓣的超声波束的示意图；图2为本专利技术实施例1中超声波合成方法的流程图；图3为本专利技术实施例1中超声波合成方法可以适用的一种凸阵探头示意图；图4为本专利技术实施例1中利用凸阵探头合成出三束向不同方向发射的超声波束的示意图；图5为本专利技术实施例2中合成的三束超声波束的示意图(未示出中间超声波束的栅瓣与两侧超声波束主瓣合并)；图6为本专利技术实施例3中合成的两束超声波束的示意图；图7为本专利技术实施例5中一种剪切波超声弹性成像方法的流程图；图8为本专利技术实施例6中将剪切波超声弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波合成方法，其特征在于，包括如下步骤：利用超声换能器阵列发射至少两束向不同方向延伸的超声波束；根据发射的超声波分别调整所述超声波束的栅瓣角度使得所述超声波束的栅瓣与邻近的另一超声波束的主瓣重合，所述栅瓣为能量最高的一束或两束。

【技术特征摘要】
1.一种超声波合成方法，其特征在于，包括如下步骤：利用超声换能器阵列发射至少两束向不同方向延伸的超声波束；根据发射的超声波分别调整所述超声波束的栅瓣角度使得所述超声波束的栅瓣与邻近的另一超声波束的主瓣重合，所述栅瓣为能量最高的一束或两束。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用超声换能器阵列发射至少两束向不同方向延伸的超声波束的步骤包括：将所述超声换能器阵列分成至少两组子阵列；分别获取所述至少两组子阵列中各个阵元与其对应的目标聚焦点之间的距离；根据所述子阵列中各个阵元与其对应的目标聚焦点之间的距离确定所述子阵列的发射参数，该发射参数包括子阵列的各阵元的发射延时、发射波束变迹加权函数和输入信号的激励频率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据发射的超声波分别调整所述超声波束的栅瓣角度使得所述超声波束的栅瓣与邻近的另一束超声波束的主瓣重合的步骤包括：调整所述超声波束对应的子阵列的发射参数。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，各个所述目标聚焦点与所述超声换能器阵列之间的距离不相等。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据发射的超声波分别调整所述超声波束的栅瓣角度使得所述超声波束的栅瓣与邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦阳，崔崤峣，伍吉兵，徐杰，简小华，
申请(专利权)人：苏州国科昂卓医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32