超声平面波频域切片成像方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种超声平面波频域切片成像方法及系统，属于医学成像技术领域，获得不同偏转角度的转向平面波的回波信号并接收所有的回波信号，沿时间轴变换到频域，并根据接收端的设定偏转角度在各传感器阵元上对应的延迟时间计算修正后的频域回波信号，沿时间轴进行叠加，得到回波信号在回波平面的频谱，并根据回波平面与图像频谱之间的映射关系得到图像的频谱；对图像频谱进行二维反傅里叶变换，后依次进行包络检测、对数压缩、灰度映射，最终得到超声平面波图像。本发明专利技术保持了平面波超声具有的超快成像的速度优势的同时，提高了图像的质量。的质量。的质量。

【技术实现步骤摘要】
超声平面波频域切片成像方法及系统


[0001]本专利技术涉及医学成像
，具体涉及一种超声平面波频域切片成像方法及系统。

技术介绍

[0002]超声(US)成像是最常用的诊断成像技术之一，因为它具有实时性、安全性、低成本、轻便性。现有的基于傅里叶变换的超声平面波成像方法可以概括如下：首先发射一个平面波，测量后向散射回波。对接收到的射频原始数据进行二维傅里叶变换。然后，使用重映射函数将接收回波的傅里叶变换投影到目标图像的傅里叶频谱。最后通过二维傅里叶逆变换，重建得到最终的图像。但是现有的频域成像方法只能沿z轴方向固定间距进行重建图像频谱，如果间距较大，会损失图像质量。基于傅里叶切片定理可以沿不同角度执行投影从而对图像的整个频谱进行径向采样。该定理在计算机断层扫描(CT)中得到了广泛的应用。在CT系统中，产生一束X射线穿过组织。放置在另一侧的探测器测量沿一个方向的相应投影。通过将发射器和检测器旋转多个角度，可以恢复图像的完整k域空间。与CT不同，超声成像系统使用相同的换能器阵列来发射和接收超声波。因此，在超声成像中通过使用傅里叶切片技术并不简单，根据超声图像形成的特殊性调整投影重建方案，提高超声成像的质量，具有重大意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种超声平面波频域切片成像方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
[0005]一方面，本专利技术提供一种超声平面波频域切片成像方法，包括：
[0006]在平面波成像过程中，向目标物发射不同偏转角度的转向平面波；
[0007]通过调整接收平面波的角度，获得不同偏转角度的转向平面波的回波信号并接收所有的回波信号；
[0008]将接收到的回波信号沿时间轴变换到频域，并根据接收端的设定偏转角度在各传感器阵元上对应的延迟时间计算修正后的频域回波信号；
[0009]将各传感器阵元修正后的频域回波信号沿时间轴进行叠加，得到回波信号在回波平面的频谱，并根据回波平面与图像频谱之间的映射关系得到图像的频谱；
[0010]对图像频谱进行二维反傅里叶变换，后依次进行包络检测、对数压缩、灰度映射，最终得到超声平面波图像。
[0011]优选的，所述发射不同偏转角度的转向平面波的偏转角度通过延时发射阵列中每个传感元件的点火时间获得。
[0012]优选的，所述设定偏转角度通过在接收信号时添加延时获得。
[0013]优选的，在接收信号时添加延时处理，包括对接收到的回波信号进行延时添加，延
时补偿。
[0014]优选的，定义在n
er
方向上的转向平面波数其中c表示声速，n
er
＝n
e
+n
r
，n
e
表示发射时转向平面波的方向，n
r
表示所述接收时转向平面波的方向；
[0015]所述回波平面(k,ξ
i
)与图像频谱之间的映射关系为：
[0016][0017]其中，表示转向平面波的偏转角度，ξ
i
表示接收端的设定偏转角度。
[0018]优选的，对不同转向角下的平面波执行相干合成操作，包括：采用相干角度合成技术，对所述不同转向角下的成像数据执行相干角度合成，得到多角度相干合成数据。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种超声平面波频域切片成像系统，包括：
[0020]发射模块，用于在平面波成像过程中，向目标物发射不同偏转角度的转向平面波；
[0021]接收模块，用于通过调整接收平面波的角度，获得不同偏转角度的转向平面波的回波信号并接收所有的回波信号；
[0022]修正模块，用于将接收到的回波信号沿时间轴变换到频域，并根据接收端的设定偏转角度在各传感器阵元上对应的延迟时间计算修正后的频域回波信号；
[0023]叠加模块，用于将各传感器阵元修正后的频域回波信号沿时间轴进行叠加，得到回波信号在回波平面的频谱，并根据回波平面与图像频谱之间的映射关系得到图像的频谱；
[0024]变换模块，用于对图像频谱进行二维反傅里叶变换，后依次进行包络检测、对数压缩、灰度映射，最终得到超声平面波图像。
[0025]第三方面，本专利技术提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如上所述的超声平面波频域切片成像方法。
[0026]第四方面，本专利技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行时，用于实现如上所述的超声平面波频域切片成像方法。
[0027]第五方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如上所述的超声平面波频域切片成像方法的指令。
[0028]本专利技术有益效果：保持了平面波超声具有的超快成像的速度优势的同时，提高了图像的质量。
[0029]本专利技术附加方面的优点，将在下述的描述部分中更加明显的给出，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例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。
[0031]图1为本专利技术实施例所述的频域平面波超声图像重建方法的流程图。
[0032]图2为本专利技术实施例所述的的成像原理图。
[0033]图3为本专利技术实施例所述的平面波技术收发信号图。
[0034]图4(a)为本专利技术实施例所述的使用1个转向角为
‑
10
°
的平面波在传输中重建的点散射体图像。
[0035]图4(b)为本专利技术实施例所述的使用1个转向角为0
°
的平面波在传输中重建的点散射体图像。
[0036]图4(c)为本专利技术实施例所述的使用1个转向角为10
°
的平面波在传输中重建的点散射体图像。
[0037]图4(d)为本专利技术实施例所述的使用前三个不同角度转向平面波的相干合成图像。
[0038]图5为本专利技术实施例所述的在40mm深度处计算的和平面波数量相关的横向分辨率示意图。
[0039]图6(a)为本专利技术实施例所述的使用单平面波重建无回声囊肿体膜的B模式图像。
[0040]图6(b)为本专利技术实施例所述的使用具有相干合成的21个转向平面波重建无回声囊肿体膜的B模式图像。
[0041]图6(c)为本专利技术实施例所述的重建的图像对比度(CR)随转向平面波数量的变化态势。
具体实施方式
[0042]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声平面波频域切片成像方法，其特征在于，包括：在平面波成像过程中，向目标物发射不同偏转角度的转向平面波；通过调整接收平面波的角度，获得不同偏转角度的转向平面波的回波信号并接收所有的回波信号；将接收到的回波信号沿时间轴变换到频域，并根据接收端的设定偏转角度在各传感器阵元上对应的延迟时间计算修正后的频域回波信号；将各传感器阵元修正后的频域回波信号沿时间轴进行叠加，得到回波信号在回波平面的频谱，并根据回波平面与图像频谱之间的映射关系得到图像的频谱；对图像频谱进行二维反傅里叶变换，后依次进行包络检测、对数压缩、灰度映射，最终得到超声平面波图像。2.根据权利要求1所述的超声平面波频域切片成像方法，其特征在于，所述发射不同偏转角度的转向平面波的偏转角度通过延时发射阵列中每个传感元件的点火时间获得。3.根据权利要求1所述的超声平面波频域切片成像方法，其特征在于，所述设定偏转角度通过在接收信号时添加延时获得。4.根据权利要求3所述的超声平面波频域切片成像方法，其特征在于，在接收信号时添加延时处理，包括对接收到的回波信号进行延时添加，延时补偿。5.根据权利要求1所述的超声平面波频域切片成像方法，其特征在于，定义在n
er
方向上的转向平面波数其中c表示声速，n
er
＝n
e
+n
r
，n
e
表示发射时转向平面波的方向，n
r
表示所述接收时转向平面波的方向；所述回波平面(k,ξ
i
)与图像频谱(k
x
,k
z
)之间的映射关系为：其中，表示转向平面波的偏转角度，ξ
i
表示接收端的设定偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苗苗，陈吉，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：