一种超声波诊断系统中宽波束的发射方法和装置。所述方法将超声探头的发射孔径分成Ｎ个子孔径以及将焦点横向切分为Ｎ个子焦点，所述Ｎ个子孔径与所述Ｎ个子焦点建立一一对应关系，每个子孔径有Ｍ个阵元，全部都聚焦于与该孔径对应的子焦点，脉冲发生器激励超声探头的Ｎ个子孔径获得一个横向拉伸的发射声场，所述Ｎ个子孔径的发射声场分别在其对应的子焦点聚焦后相叠加，最后形成一个能覆盖所有接收线宽波束的声场；所述Ｎ和Ｍ均为大于２的整数。本发明专利技术方法通过对探头划分子孔径并使各子孔径分别聚焦后叠加声场的方法，使得在发射单极性或者双极性发射波形的超声机器发射能覆盖所有接收线范围的宽波束成为可能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医用超声波诊断系统的成像技术，尤其涉及超声波诊断系统 宽波束的发射方法和装置。
技术介绍
超声波诊断系统快速成像技术的研究有着重要意义，可以说实现快速成 像可以帮助我们为实现一些高级技术提供一个基础，这个基础就是数据率， 单位时间获得的信息量更大导致可以进行更好更细致的图像分析，从而更好 的实现各种技术。具体的可以包括以下几点1、 对3D/4D成像的帮助不管是3D还是4D，都是以需要海量的数据为前提的，现在我们的3D成 像速度还与其它大公司有较大的距离，主要原因在于我们的帧率低，成像速 度的限制直接导致3D图像速度的限制。2、 对血流成像的帮助血流成像的帧率与图像质量一样直接影响到使用者对机器的影响，是重 要的机器等级评价标准。我们现在的血流成像帧率低，还没有办法与高档机 器的C模式帧率相比，因此快速成像就显得很重要。简单的说，快速成像的 原理在于用一次发射的接收数据生成多条扫描线数据，这样，实际上就帮助 我们并行获得扫描线数据，这样的直接结果是成倍地提高血流成像的帧率。3、 对心脏成像的帮助对于运动速度快的心脏，帧率在某些时候是比图像质量要重要的。4、 对图像质量的帮助在现有的许多技术中，都可以归结为图像质量与帧率的平衡关系，例如:i) 合成孔径是使用两次发射合成一条信噪比高的扫描线；ii) 复合成像是多次从不同方向发射合成扫描线来减少斑点提高质量；iii) 编码激励中的Golay码发射需要多次发射以降低纵向旁瓣的影响；iv) 心脏B成像通过使用低密度扫描来获得高帧率。其中i) iii)都是牺牲帧率提高质量，而iv)是使用质量换帧率。通过 快速成像，可以缓解这种矛盾，使这些技术得到更好的实现4、对心脏相关技术的帮助对于现有的高档机器，许多都有关于心脏的临床技术，比如解剖M型和 心脏运动的相关分析。这些都利用了心脏某个部位在图像中位置的随时间的 变化的信息来进行临床的评价以及指标计算为了得到连续的图像和精确的结 果，这就对心脏图像的时间分辨率给出了严格的要求，而时间分辨率就是图 像的帧率。为了提高帧率，多波束接收技术是现在的研究热点，多波束接收即通过 一次发射接收多条扫描线来减少生成一帧图像所需的时间，从而大大提高帧 率。这种技术的一个主要问题就是失真，如果发射的波束不足以覆盖所有的 扫描线，那么获得扫描线就会形成失真；因此，多波束技术的一个很重要的 问题就是如何使发射的波束能够涵盖接收扫描线的范围，即发射宽波束技术。名禾尔为"System method and machine readable program for performing ultrasonic fat beam transmission and multilane receive imaging，， 的 美国US6,585，64S号专利公开一种发射宽波束的方法，该方法是将多次发射 的发射波形加起来一起发射从而得到宽的发射波束。其思想是对于单波束， 每个波束的发射都对应了多个阵元的不同延时发射波形，对于不同的扫描线， 这些发射波形延时不一样，将多次发射集合到一次发射，将在同一个阵元的 多次发射波形相加，就得到了宽波束的该阵元的复合发射波形(composite waveform)，由于延时不同，从而每个阵元得到的发射波形也是不一致的，这 种波形的发射结果实际上也可以看作是多次单波束发射的声场的叠加结果， 因此得到宽波束。名称为"Numerical optimization of ultrasound beam path " 的美国 US6，2S2，963号专利公开一种优化波束的方法，其主要思想是通过优化发射变 迹曲线得到宽波束。通过建立发射波束的数学模型(主要考虑变迹曲线的影响)，并且提出了评价宽波束的若干准则，通过优化方法优化该数学方程，从 而得到最优的发射变迹曲线。上述现有技术的缺点在于描述的方法主要是通过发射任意波形(US6， 585， 648号专利)或者控制发射变迹曲线(US6，282，963号专利)从而获得 宽波束，然而实际上这种方案实现的前提是超声系统前端可以发射任意波形， 这对于许多只能发射单极电平或者双极电平激励波形的超声机器而言是不可 行的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的缺点，提出一种在单极 或者双极的超声系统中实现宽波束发射的方法及其装置。本专利技术采用如下技术方案设计一种超声波诊断系统中宽波束的发射方 法，其关键点在于将超声探头的发射孔径分成N个子孔径以及将焦点横向切分为N个子焦点，所述N个子孔径与所述N个子焦点建立一一对应关系， 每个子孔径有M个阵元，全部都聚焦于与该孔径对应的子焦点，脉冲发生器 激励超声探头的N个子孔径获得一个横向拉伸的发射声场，所述N个子孔径 的发射声场分别在其对应的子焦点聚焦，各子孔径的声场相叠加，最后形成一 个能覆盖所有接收线宽波束的声场；所述N和M均为大于2的整数。所述发射孔径等距分成N个子孔径，所述焦点被横向切分为等距离分布 的N个子焦点，每个子孔径的M个阵元相对于其子焦点呈对称分布。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案还包括设计--种超声波诊断系 统中宽波束的发射装置，包括探头、发射/接收转换和脉冲发生器；所述脉冲 发生器根据发射波形与发射延时将数字信号转化为模拟电信号激励探头阵 元，阵元受激振荡产生声波穿透机体组织并且产生回波，探头发射后进入接 收模式；所述探头的发射孔径分成N个子孔径，所述探头的焦点横向切分为 N个子焦点，所述N个子孔径分别与所述N个子焦点建立一一对应关系，每 个子孔径有M个阵元，全部都聚焦于与该孔径对应的子焦点，脉冲发生器激 励超声探头的N个子孔径获得一个横向拉伸的发射声场，所述N个子孔径的 发射声场分别在其对应的子焦点聚焦，各子孔径的声场相叠加，最后形成一 个能覆盖所有接收线宽波束的声场；所述N和M均为大于2的整数。所述N个子孔径和所述N个子焦点等距离分布，每个子孔径的M个阵元 相对于其子焦点呈对称分布。所述N个子孔径有多种排列方式，可以是依次按顺序排布或是所述N个 子孔径的N*M个阵元相间排布。与现有技术相比较，本专利技术的超声波诊断系统中宽波束的发射装置具有 如下优点通过对探头划分多子孔径并使各子孔径分别聚焦后叠加声场的方 法，使得在发射单极性或者双极性发射波形的超声机器发射能覆盖所有接收 线范围的宽波束成为可能。附图说明图1是超声成像系统的原理方框图2是单波束情况下强聚焦在焦点处的声场横切面示意图3是本专利技术发射孔径分组方法举例；图4是本专利技术子孔径聚焦方法示意图5是本专利技术子焦点设置示意图6是具有四个子焦点位置的声场横切面；图7是与图6对应的有四个子焦点时最终形成宽波束的示意图。 具体实施例方式以下结合附图及附图所示之实施例对本专利技术装置和方法作进一步详述。图l为医用超声成像系统的原理方框图，对于超声探头的每个通道，在发 射时设置发射波形以及发射延时，脉冲发生器将发射波形的数字信号转化为 模拟电信号激励探头阵元，阵元受激振荡产生的声波穿透机体组织并且产生 回波，探头发射后进入接收模式，若干个通道接收的回波数据经过波束合成 器形成扫描线数据，当前的扫描线数据仍然是高频数据.，因此需要经过检测 器进行解调以及信号处理，经过数本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波诊断系统中宽波束的发射方法，其特征在于：将超声探头的发射孔径分成Ｎ个子孔径以及将焦点横向切分为Ｎ个子焦点，所述Ｎ个子孔径与所述Ｎ个子焦点建立一一对应关系，每个子孔径有Ｍ个阵元，全部都聚焦于与该子孔径对应的子焦点，脉冲发生器激励超声探头的Ｎ个子孔径获得一个横向拉伸的发射声场，所述Ｎ个子孔径的发射声场分别在其对应的子焦点聚焦，各子孔径的声场相叠加，最后形成一个能覆盖所有接收线宽波束的声场；所述Ｎ和Ｍ均为大于２的整数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚斌，胡勤军，杨波，
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：94[中国|深圳]
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