一种在超声扫描中成像的方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种在超声扫描中的成像的方法，包括步骤：在组织目标内部产生剪切波；在超声探头中超声换能器阵元组，并确定超声换能器阵元组对应的焦点位置以及发射孔径，使超声换能器阵元组所组成的声场边界范围完整覆盖组织目标中的感兴趣区域；确定各阵元之间发射超声波时间的相对延时，并控制各阵元根据所对应的相对延时发射超声波，形成发射聚焦效果；在持续时间内，接收来源于感兴趣区域反馈的超声波回波，获得不同时刻所对应的感兴趣区域内不同位置的回波信息；根据回波信息获得感兴趣区域对应的剪切波信息。本发明专利技术还公开了相应的装置及超声成像系统，能够获得准确的回波信息、有效提升成像帧率以及信号质量，并且应用广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种在超声扫描中成像的方法、装置及系统
本专利技术涉及医疗
，尤其涉及一种在超声扫描中的成像的方法、装置及系统。
技术介绍
超声弹性成像是近年来临床研究关心的热点之一，其可以反映组织的弹性或软硬程度，在组织癌症病变的辅助检测、良恶性判别、预后恢复评价等方面得到越来越多应用。现有的超声剪切波弹性成像技术，主要是通过在组织内部产生剪切波的传播并检测其传播参数(比如传播速度)的方法来反映组织间的硬度差异。对于各向同性的弹性组织，剪切波的传播速度与组织弹性模量之间存在下述关系：杨氏模量E＝3ρCs2，其中，Cs表示剪切波在组织中的传播速度，ρ为组织密度。从中可以看出，剪切波速度与弹性模量存在一一对应的关系。由于该方法可以得到定量的硬度测量结果，可使医生的诊断更加方便客观，因此受到了医生的广泛关注和欢迎。但是，为了准确计算出感兴趣区域内的剪切波传播速度，超声系统通常需要在一段时间内快速且持续的获得各个时刻的超声回波信息，才能准确捕捉到各个时刻剪切波的到达位置，这就需要系统能在非常短的时间内获取到感兴趣区域内的全部信息。而常规超声成像检测方法，单次发射接收的超声回波可检测的范围很窄，难以满足需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种在超声扫描中的成像的方法、装置及系统，能够获得准确的回波信息、有效提升成像帧率以及信号质量，并且应用广泛。作为本专利技术的一方面，提供了一种在超声扫描中成像的方法，包括如下步骤：在组织目标内部产生剪切波，并使剪切波传播至感兴趣区域；根据组织目标中的感兴趣区域的深度以及宽度，在超声探头中选择至少一个超声换能器阵元组，并确定每一超声换能器阵元组对应的焦点位置以及每一超声换能器阵元组的发射孔径，使所述至少一个超声换能器阵元组所组成的声场边界范围完整覆盖组织目标中的感兴趣区域；确定各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时，并控制每一超声换能器阵元组中的各阵元根据所对应的相对延时发射超声波，使每一超声换能器阵元组中的各阵元发出的超声波同时到达其所对应的焦点位置，形成发射聚焦效果；在持续时间内，接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波，获得不同时刻所对应的感兴趣区域内不同位置的回波信息；根据所述回波信息获得所述感兴趣区域对应的剪切波信息。相应地，作为本专利技术的另一方面，提供了一种在超声扫描中成像的装置，包括：剪切波控制单元，用于在组织目标内部产生剪切波，并使剪切波传播至感兴趣区域；发射聚焦控制单元，用于根据组织目标中的感兴趣区域的深度以及宽度，在超声探头中选择至少一个超声换能器阵元组，并确定每一超声换能器阵元组对应的焦点位置以及每一超声换能器阵元组的发射孔径，使所述至少一个超声换能器阵元组所组成的声场边界范围完整覆盖组织目标中的感兴趣区域；发射控制单元，用于确定各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时，并控制每一超声换能器阵元组中的各阵元根据所对应的相对延时发射超声波，使每一超声换能器阵元组中的各阵元发出的超声波同时到达其所对应的焦点位置，形成发射聚焦效果；接收控制单元，用于在持续时间内，接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波，获得不同时刻所对应的感兴趣区域内不同位置的回波信息；成像处理单元，用于根据接收控制单元所获得的所述回波信息获得所述感兴趣区域对应的剪切波信息，以进行成像处理。相应地，作为本专利技术的再一方面，提供了一种超声成像系统，包括：探头，其包括至少一个超声换能器阵元组；发射电路和接收电路，用于激励所述探头向组织目标发射超声波束，并接收所述超声波束的回波，获得回波信号；剪切波控制单元，用于在组织目标内部产生剪切波，并使剪切波传播至感兴趣区域；发射聚焦控制单元，用于根据组织目标中的感兴趣区域的深度以及宽度，在超声探头中选择至少一个超声换能器阵元组，并确定每一超声换能器阵元组对应的焦点位置以及每一超声换能器阵元组的发射孔径，使所述至少一个超声换能器阵元组所组成的声场边界范围完整覆盖组织目标中的感兴趣区域；发射控制单元，用于确定各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时，并控制每一超声换能器阵元组中的各阵元根据所对应的相对延时发射超声波，使每一超声换能器阵元组中的各阵元发出的超声波同时到达其所对应的焦点位置，形成发射聚焦效果；接收控制单元，用于在持续时间内，接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波，获得不同时刻所对应的感兴趣区域内不同位置的回波信息；成像处理单元，用于根据接收控制单元所获得的所述回波信息获得所述感兴趣区域对应的剪切波信息，以进行成像处理；显示器，用于显示所述成像处理单元所生成的图像。本实施例提供一种在超声扫描中成像的方法、装置及系统，可以首先根据感兴趣区域的深度以及宽度，在超声探头中选择至少一个超声换能器阵元组并确定每一超声换能器阵元组对应的焦点位置以及每一超声换能器阵元组的发射孔径，使所述至少一个超声换能器阵元组所组成的声场边界范围完整覆盖组织目标中的感兴趣区域，并控制每一超声换能器阵元组中的各阵元根据所对应的相对延时发射超声波，使每一超声换能器阵元组中的各阵元发出的超声波同时到达其所对应的焦点，形成发射聚焦效果，从而使通过感兴趣区域的超声能量均匀，并能够获得准确的回波信息；同时，由于进一步采用调整超声扫描的参数，并将各不同参数设定下获得的回波信号进行加权处理，可以提升回波信号的信噪比，从而提升信号质量。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种在超声扫描中成像的方法的一个实施例的主流程示意图；图2为图1中选择超声换能器阵元组以及聚焦位置的一个实施例的原理示意图；图3为图1中选择超声换能器阵元组以及聚焦位置的另一个实施例的原理示意图；图4为图1中选择超声换能器阵元组以及聚焦位置的再一个实施例的原理示意图；图5是图1中确定各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时的原理示意图；图6是图1中进行接收的原理示意图；图7是图1中涉及步骤S14的一个实施例的流程示意图；图8是图1中涉及步骤S14的另一个实施例的流程示意图；图9是图1中涉及步骤S14的再一个实施例的流程示意图；图10是本专利技术提供的一种在超声扫描中成像的方法的另一个实施例的主流程示意图；图11是图10中对超声参数进行调整并进行加权处理的原理示意图；图12是本专利技术提供的一种在超声扫描中成像的系统的一个实施例的结构示意图；图13是图12中发射控制单元的结构示意图；图14是本专利技术提供的一种在超声扫描中成像的系统的另一个实施例的结构示意图；...

【技术保护点】
1.一种在超声扫描中成像的方法，其中，包括如下步骤：/n在组织目标内部产生剪切波，并使剪切波传播至感兴趣区域；/n根据组织目标中的感兴趣区域的深度以及宽度，在超声探头中选择至少一个超声换能器阵元组，并确定每一超声换能器阵元组对应的焦点位置以及每一超声换能器阵元组的发射孔径，使所述至少一个超声换能器阵元组所组成的声场边界范围完整覆盖组织目标中的感兴趣区域；其中，所确定的每一超声换能器阵元组对应的焦点位置的深度距离均比所述感兴趣区域的深度距离大；或者，所述超声换能器阵元组为多个，所确定的每一超声换能器阵元组对应的焦点位置的深度距离在所述感兴趣区域的深度距离范围之内，且所有焦点位置沿剪切波传播方向排列形成的宽度大于所述感兴趣区域的宽度；/n确定各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时，并控制每一超声换能器阵元组中的各阵元根据所对应的相对延时发射超声波，使每一超声换能器阵元组中的各阵元发出的超声波同时到达其所对应的焦点位置，形成发射聚焦效果；/n在持续时间内，多次发射超声波并接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波，获得不同时刻所对应的感兴趣区域内不同位置的回波信息；/n根据所述回波信息获得所述感兴趣区域对应的剪切波信息。/n...

【技术特征摘要】
1.一种在超声扫描中成像的方法，其中，包括如下步骤：
在组织目标内部产生剪切波，并使剪切波传播至感兴趣区域；
根据组织目标中的感兴趣区域的深度以及宽度，在超声探头中选择至少一个超声换能器阵元组，并确定每一超声换能器阵元组对应的焦点位置以及每一超声换能器阵元组的发射孔径，使所述至少一个超声换能器阵元组所组成的声场边界范围完整覆盖组织目标中的感兴趣区域；其中，所确定的每一超声换能器阵元组对应的焦点位置的深度距离均比所述感兴趣区域的深度距离大；或者，所述超声换能器阵元组为多个，所确定的每一超声换能器阵元组对应的焦点位置的深度距离在所述感兴趣区域的深度距离范围之内，且所有焦点位置沿剪切波传播方向排列形成的宽度大于所述感兴趣区域的宽度；
确定各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时，并控制每一超声换能器阵元组中的各阵元根据所对应的相对延时发射超声波，使每一超声换能器阵元组中的各阵元发出的超声波同时到达其所对应的焦点位置，形成发射聚焦效果；
在持续时间内，多次发射超声波并接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波，获得不同时刻所对应的感兴趣区域内不同位置的回波信息；
根据所述回波信息获得所述感兴趣区域对应的剪切波信息。


2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多次发射中的每次发射均按照所述各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时发射超声波。


3.如权利要求1所述的方法，其中，所述确定各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时的步骤具体为：
根据每一焦点位置与超声探头之间的几何关系，计算各阵元发出的超声波达到其焦点位置的时间差异，并在发射起始时间上进行补偿，从而确定各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时。


4.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波的步骤包括：接收所述感兴趣区域的横向范围上反馈的超声波回波，所述横向范围大于或等于所述感兴趣区域位于剪切波传播方向上的宽度。


5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述确定各超声换能器阵元组中各阵元之间发射超声波时间的相对延时，并控制每一超声换能器阵元组中的各阵元根据所对应的相对延时发射超声波的步骤包括：
调整超声换能器阵元组的发射孔径、超声换能器阵元组对应的焦点位置、和/或超声换能器阵元组中的各阵元所对应的相对延时；
根据调整的超声换能器阵元组的发射孔径、超声换能器阵元组对应的焦点位置、和/或超声换能器阵元组中的各阵元所对应的相对延时，分别获得第一发射参数和第二发射参数；
根据所述第一发射参数，控制每一超声换能器阵元组中的各阵元发射第一超声波；以及根据所述第二发射参数，控制每一超声换能器阵元组中的各阵元发射第二超声波；和，
所述在持续时间内，接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波，获得不同时刻所对应的感兴趣区域内不同位置的回波信息，根据所述回波信息获得所述感兴趣区域对应的剪切波信息的步骤包括：
在持续时间内，分别接收来源于所述感兴趣区域反馈的第一超声波的回波和第二超声波的回波；
将所述第一超声波的回波和第二超声波的回波进行加权处理，根据所述加权处理结果以获得所述感兴趣区域对应的剪切波信息。


6.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波中，通过超声探头中的多个阵元接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波。


7.如权利要求1所述的方法，其中，所述在持续时间内，接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波，获得不同时刻所对应的感兴趣区域内不同位置的回波信息的步骤包括：
增加所述感兴趣区域内横向范围上超声波回波的接收密度，
在所述持续时间内，根据所述接收密度接收来源于所述感兴趣区域反馈的超声波回波，获得不同时刻所对应的感兴趣区域内不同位置的回波信息。


8.如权利要求7所述的方法，所述接收密度对应的波束间距在0-1毫米范围内选择。


9.一种在超声扫描中成像的方法，其中，包括如下步骤：
在组织目标内部产生剪切波，并使剪切波传播至感兴趣区域；
根据组织目标中的感兴趣区域的深度以及宽度，在超声探...

【专利技术属性】
技术研发人员：李双双，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44