应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法及系统，所述方法包括：为每个侧向发射孔径均对应设置一个扫查线组，以任一扫查线组为基础扫查线组，将其他扫查线组插入到基础扫查线组中，以形成对应当前扫查图像的最终扫查线；逐线扫描各个超声扫查线，获取每条超声扫查线对应的扫查线数据；扫描过程中，对应每条超声扫查线均采用其所在扫查线组对应的侧向发射孔径进行扫查；将各个扫查线数据转换为原始图像数据；对所述原始图像数据沿所述最终扫查线的扫描方向做X阶平滑滤波，以获得最终的图像。本发明专利技术在不损失帧频的前提下，解决1.25维、1.5维和1.75维探头发射端侧向声束近中远场的声束宽度不均匀的问题，提高超声图像质量。

Q frame T aperture composite emission imaging method and system applied to ultrasonic probe

Q and system frame T compound aperture emission imaging method of the invention provides an application of ultrasonic probe, the method includes: for each side emitting aperture is correspondingly provided with a scan line, to scan any group based scanning line, the scanning line is inserted into the other basic scanning line group in order to form, corresponding to the current scan image of the final scanning line by line scanning; each scan line for each ultrasonic scan line corresponding to the scan line data; during the scanning process, corresponding to each scan line using the lateral scanning lines corresponding to the transmitting aperture scan; each the scan line data into original image data; the original image data along the scanning direction of the scan line of the final X order sliding filter, to obtain the final image. The invention solves the problem of uneven beam width in the near and far field of the 1.25, 1.5 and 1.75 dimensional probe beam at the same time without losing the frame rate, thereby improving the quality of the ultrasonic image.

【技术实现步骤摘要】
应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法及系统
本专利技术涉及超声领域，尤其涉及一种应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法及系统。
技术介绍
医学超声成像以其实时成像，成像速度快，无创无辐射，可连续动态以及可重复扫查的特点在临床上得到了越来越广泛的应用，已经成为医学成像领域不可或缺的重要影像手段之一。当前临床上用得最广泛的一维探头包括线阵，弧阵和相控阵；其横向和纵向分辨率表现都很优秀，但是其侧向分辨率却受到了极大的限制。由于一维探头侧向孔径大小是固定的，侧向聚焦一般通过声透镜来实现固定焦点的机械聚焦，因此其侧向声场只在机械焦点附近侧向波束宽度最窄，而在远离机械焦点的地方，侧向波束宽度比较宽；然而，侧向波束宽的地方，部分容积效应大，表现为图像的对比度差，容易引入伪像；当侧向波束宽度大于病灶尺寸，或者虽然小于病灶尺寸，但声束包含部分组织时，则病灶回声与周围正常组织的回声重叠，产生部分容积效应，进而导致成像质量较差。为了改善一维探头侧向采取固定孔径和固定焦点引起的机械焦点之外波束宽的缺点，1.25维、1.5维、1.75维以及二维探头被引入使用。二维探头成像发射端能实现电子聚焦，接收端能实现电子动态聚焦，因此能很好地控制横向和侧向的波束宽度，但是二维探头会大大增加阵元的数目以及探头电缆数目，探头设计相当复杂，而且对系统的设计也提出了更高的要求，目前还没有被广泛使用。现有技术中的1.25维、1.5维探头和1.75维探头，相比二维探头，其接收聚焦都是在探头内部完成，与1.25维探头一样，并未增加系统横向波束合成的通道数，使得在不增加超声系统横向波束合成通道数的前提下，对侧向波束的动态控制成为可能，尤其是接收端的实时动态聚焦，能大大提高侧向接收波束宽度的一致性，从而减少部分容积效应，提高图像质量。然而，对于1.25维、1.5维和1.75维探头的发射端，1.25维、1.5维和1.75维探头，其均是通过声透镜来实现固定焦点的机械聚焦，同时，相对于其侧向发射孔径可以调节；如此，导致1.25维、1.5维和1.75维探头，一般发射焦点在近场区域的时候，侧向孔径要开得小一些，以实现窄的侧向波束宽度，减少部分容积效应，提高图像的对比度，但是小的侧向孔径会导致远场的波束宽，而且能量低，其穿透和图像对比度都会下降；相反，当发射焦点在远场区域的时候，侧向孔径要开得大一些，以实现远场区域窄的侧向波束，减少部分容积效应，提高图像的对比度，但是大的侧向孔径会导致近场区域的容积效应增大从而降低图像的对比度。相应的，对于1.25维、1.5维和1.75维探头的发射端还是面临着机械焦点附近侧向波束窄，远离机械焦点区侧向波束宽，波束宽度不均匀的问题。对于1.25维、1.5维和1.75维探头的发射端，目前也提出了一些解决方案，提出了多焦点声透镜，来实现发射端的多焦点控制，提高发射端侧向波束的一致性；但是，这种多焦点的声透镜设计需要在侧向沿侧向孔径中心向两侧设计不同曲度的声透镜，设计较为复杂，一般被采用得也比较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法及系统。为实现上述目的之一，本专利技术一实施方式提供一种应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法，所述Q取值为1，所述T为大于等于2的正整数；所述方法包括以下步骤：S1、获取发射端的侧向发射孔径的数量及大小；S2、为每个侧向发射孔径均对应设置一个扫查线组，每个扫查线组中的超声扫查线数量相同；S3、以任一扫查线组为基础扫查线组，将其他扫查线组插入到基础扫查线组中，以形成对应当前扫查图像的最终扫查线；S4、按照所述最终扫查线的排布顺序逐线扫描各个超声扫查线，获取每条超声扫查线对应的扫查线数据；扫描过程中，对应每条超声扫查线均采用其所在扫查线组对应的侧向发射孔径进行扫查；S5、将各个扫查线数据转换为原始图像数据；S6、对所述原始图像数据沿所述最终扫查线的扫描方向做X阶平滑滤波，以获得最终的图像，其中，2≤X≤2T。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述步骤S3具体包括：使所述最终扫查线的各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线相邻排布，且各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线按照其对应的侧向发射孔径大小依次顺序排布。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述步骤S6具体包括：获得的最终图像对应的显示线数据以Ij(k)表示，则：其中，k表征图像深度，Cr(w，k)为沿深度变化的平滑滤波系数，r为当前超声扫查线所属的扫查线组号，1≤r≤T，Vj-w+1(k)表示最终扫查线中的各个超声扫查线所对应的扫查线数据，N表示每个扫查线组中超声扫查线的数量。为实现上述目的之一，本专利技术一实施方式提供一种应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法，所述Q的取值等于T的取值，且为大于等于2的正整数；所述方法包括以下步骤：M1、获取发射端的侧向发射孔径的数量及大小；M2、为每个侧向发射孔径均对应设置一个扫查线组，每个扫查线组中的超声扫查线数量相同；M3、以任一扫查线组为基础扫查线组，将其他扫查线组插入到基础扫查线组中，以形成对应当前扫查图像第一帧的最终扫查线；M4、重复步骤M3获得当前扫查图像Q帧图像分别对应的最终扫查线；其中，在Q帧扫查线的纵向上，具有相同序号的超声扫查线所对应的侧向发射孔径均不相同；M5、按照每帧所对应的最终扫查线的排布顺序逐帧扫描各个超声扫查线，获取每条超声扫查线对应的扫查线数据；扫描过程中，对应每条超声扫查线均采用其所在扫查线组对应的侧向发射孔径进行扫查；M6、将各个扫查线数据转换为原始图像数据；M7、分别对相邻的Q帧中具有相同序号的超声扫查线对应的所述原始图像数据做加权平均，以获得各个显示线数据，形成最终的图像。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述步骤S3具体包括：所述最终扫查线中各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线相邻排布，且各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线按照其对应的侧向发射孔径大小依次顺序排布。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述步骤M7中，加权平均的系数以hr(k)表示，则：其中，k表征图像深度，r为当前超声扫查线所属的扫查线组号，1≤r≤T。为实现上述目的之一，本专利技术一实施方式提供一种应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像系统，所述Q取值为1，所述T为大于等于2的正整数；所述系统包括：数据采集模块，用于获取发射端的侧向发射孔径的数量及大小；配置模块，用于为每个侧向发射孔径均对应设置一个扫查线组，每个扫查线组中的超声扫查线数量相同；以任一扫查线组为基础扫查线组，将其他扫查线组插入到基础扫查线组中，以形成对应当前扫查图像的最终扫查线；扫查模块，用于按照所述最终扫查线的排布顺序逐线扫描各个超声扫查线，获取每条超声扫查线对应的扫查线数据；扫描过程中，对应每条超声扫查线均采用其所在扫查线组对应的侧向发射孔径进行扫查；数据处理模块，用于将各个扫查线数据转换为原始图像数据；对所述原始图像数据沿所述最终扫查线的扫描方向做X阶平滑滤波，以获得最终的图像，其中，2≤X≤2T。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述配置模块还用于使所述最终扫查线的各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线相邻排布，且各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线按照其对应的侧向发射孔径大小依次顺序排布。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法，其特征在于，所述Q取值为1，所述T为大于等于2的正整数；所述方法包括以下步骤：S1、获取发射端的侧向发射孔径的数量及大小；S2、为每个侧向发射孔径均对应设置一个扫查线组，每个扫查线组中的超声扫查线数量相同；S3、以任一扫查线组为基础扫查线组，将其他扫查线组插入到基础扫查线组中，以形成对应当前扫查图像的最终扫查线；S4、按照所述最终扫查线的排布顺序逐线扫描各个超声扫查线，获取每条超声扫查线对应的扫查线数据；扫描过程中，对应每条超声扫查线均采用其所在扫查线组对应的侧向发射孔径进行扫查；S5、将各个扫查线数据转换为原始图像数据；S6、对所述原始图像数据沿所述最终扫查线的扫描方向做X阶平滑滤波，以获得最终的图像，其中，2≤X≤2T。

【技术特征摘要】
1.一种应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法，其特征在于，所述Q取值为1，所述T为大于等于2的正整数；所述方法包括以下步骤：S1、获取发射端的侧向发射孔径的数量及大小；S2、为每个侧向发射孔径均对应设置一个扫查线组，每个扫查线组中的超声扫查线数量相同；S3、以任一扫查线组为基础扫查线组，将其他扫查线组插入到基础扫查线组中，以形成对应当前扫查图像的最终扫查线；S4、按照所述最终扫查线的排布顺序逐线扫描各个超声扫查线，获取每条超声扫查线对应的扫查线数据；扫描过程中，对应每条超声扫查线均采用其所在扫查线组对应的侧向发射孔径进行扫查；S5、将各个扫查线数据转换为原始图像数据；S6、对所述原始图像数据沿所述最终扫查线的扫描方向做X阶平滑滤波，以获得最终的图像，其中，2≤X≤2T。2.根据权利要求1所述的应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：使所述最终扫查线的各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线相邻排布，且各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线按照其对应的侧向发射孔径大小依次顺序排布。3.根据权利要求1所述的应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：获得的最终图像对应的显示线数据以Ij(k)表示，则：其中，k表征图像深度，Cr(w，k)为沿深度变化的平滑滤波系数，r为当前超声扫查线所属的扫查线组号，1≤r≤T，Vj-w+1(k)表示最终扫查线中的各个超声扫查线所对应的扫查线数据，N表示每个扫查线组中超声扫查线的数量。4.一种应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法，其特征在于，所述Q的取值等于T的取值，且为大于等于2的正整数；所述方法包括以下步骤：M1、获取发射端的侧向发射孔径的数量及大小；M2、为每个侧向发射孔径均对应设置一个扫查线组，每个扫查线组中的超声扫查线数量相同；M3、以任一扫查线组为基础扫查线组，将其他扫查线组插入到基础扫查线组中，以形成对应当前扫查图像第一帧的最终扫查线；M4、重复步骤M3获得当前扫查图像Q帧图像分别对应的最终扫查线；其中，在Q帧扫查线的纵向上，具有相同序号的超声扫查线所对应的侧向发射孔径均不相同；M5、按照每帧所对应的最终扫查线的排布顺序逐帧扫描各个超声扫查线，获取每条超声扫查线对应的扫查线数据；扫描过程中，对应每条超声扫查线均采用其所在扫查线组对应的侧向发射孔径进行扫查；M6、将各个扫查线数据转换为原始图像数据；M7、分别对相邻的Q帧中具有相同序号的超声扫查线对应的所述原始图像数据做加权平均，以获得各个显示线数据，形成最终的图像。5.根据权利要求4所述的应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：所述最终扫查线中各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线相邻排布，且各扫查线组中具有相同序号的超声扫查线按照其对应的侧向发射孔径大小依次顺序排布。6.根据权利要求4所述的应用于超声探头的Q帧T孔径复合发射成像方法，其特征在于，所述步骤M7中，加权平均的系数以hr(k)表示，则：其中，k表征图像深度，r为当前超声扫查线所属的扫查线组号，1≤r≤T。7.一种应用于超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴方刚，郭建军，
申请(专利权)人：飞依诺科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32