波束合成方法、超声成像方法、装置及设备制造方法及图纸

本申请提供了一种波束合成方法、超声成像方法、装置及设备，包括如下步骤：通过指定步骤校准每条波束对应的聚焦深度值Z，并将校准后的聚焦深度值Z2替换相对应波束原有的聚焦深度值Z；根据校准后的聚焦深度值Z2进行信号对准，并获取信号对准后的波束集中的BF1信号集，再将BF1信号集中的各BF1信号进行指定叠加得到BF2信号。通过实现多波束的信号对准，能够较好地抑制旁瓣，提高图像分辨率及信噪比；通过多波束叠加极大的提高线密度，提高了图像的空间分辨率；装置通过在波束合成模块中增加了校准模块和合成模块，使波束合成后数据更精确；并且通过声场判断，对有效声场数据叠加，相较于传统方法实现了较好的聚焦效果，提高了图像质量。质量。质量。

【技术实现步骤摘要】
波束合成方法、超声成像方法、装置及设备
[0001]本申请为申请日为2019年03月18日、申请号为201910204036.4、名称为“波束合成方法、超声成像方法、装置及设备”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本申请涉及计算机
，特别是涉及一种波束合成方法、超声成像方法、装置及设备。

技术介绍

[0003]超声成像因其具有安全、实时、便携、无创及成本低等优势，被广泛应用于临床医学诊断。而波束合成是超声成像系统中处于核心位置，对成像质量起着决定性的作用。波束合成中主瓣宽度和旁瓣幅度用来判断所形成波束质量的高低，通常主瓣的宽度越窄，那么成像的横向分辨率越高；旁瓣的幅度越小，那么成像的对比度就越大，并且伪影噪声越少。
[0004]另外波束形成接收分为单波束和多波束接收，在运动器官的实时诊断中，多波束接收可以极大的提高帧率，然而每次发射接收的多波束之间相位不对齐，这样叠加得到的RF信号同样具有较高的伪影噪声。
[0005]传统方法通过进行延时叠加波束，图像质量差，旁瓣等级较高，空间分辨率低，虽然可以通过动态聚焦、幅度变迹和动态孔径三种方法来控制波束主瓣宽度与旁瓣幅度，从而抑制旁瓣改善超声成像的质量，但是同时也抑制主瓣，对图像分辨率有影响；而现有的其他方法亦是以降低旁瓣幅度，提高分辨率，提高信噪比等方面改善聚焦效果，但提高帧率，改善空间分辨率的方法仍然是现有的技术盲区。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的波束合成的方法及装置。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种波束合成方法，包括如下步骤：
[0008]通过指定步骤校准每条波束对应的聚焦深度值Z，并将校准后的聚焦深度值Z2替换相对应波束原有的聚焦深度值Z；
[0009]根据上述校准后的聚焦深度值Z2进行信号对准，并获取信号对准后的波束集中的BF1信号集，再将上述BF1信号集中的各BF1信号进行指定叠加得到BF2信号。
[0010]进一步地，上述根据上述校准后的聚焦深度值Z2进行信号对准，并获取信号对准后的波束集中的BF1信号集，再将上述BF1信号集中的各BF1信号进行指定叠加得到BF2信号的步骤之前，还包括如下步骤：
[0011]对上述BF1信号集进行有效信号过滤，并区分标记出上述BF1信号集中的有效BF1信号和无效BF1信号。
[0012]进一步地，上述通过指定步骤校准每条波束对应的聚焦深度值Z，并将校准后的聚焦深度值Z2替换相对应波束原有的聚焦深度值Z的步骤，包括如下步骤：
[0013]通过阵元数N_elements、相邻阵元间距pitch、发射线数nlines和移动步长step换算出线阵中各波束线的间距dx；
[0014]通过线阵中各波束线的间距dx、每次发射或接收的波束数量beam、发射线上样本点到发射点的距离z_sample1和焦距F分别换算出中心发射线上的样本点到各条波束线上的虚拟焦点的横向距离Dx
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和纵向距离Dy
ibeam
；
[0015]根据中心发射线上的样本点到各条波束线上的虚拟焦点的横向距离Dx
ibeam
和纵向距离Dy
ibeam
换算出中心发射线上的样本点到各波束线虚拟焦点的距离dr1
ibeam
；
[0016]根据中心发射线上的样本点到各波束线虚拟焦点的距离dr1
ibeam
和焦距F换算出各波束线对应的校准后的聚焦深度值Z2。
[0017]进一步地，上述对上述BF1信号集进行有效信号过滤，并区分标记出上述BF1信号集中的有效BF1信号和无效BF1信号的步骤，包括如下步骤：
[0018]通过超声波发射器的孔径A、通道数N_channel、相邻阵元间距pitch和焦距F换算出发射声场的角度θ1；
[0019]计算出各波束线上各样本点偏离发射线的角度angle1
ibeam
；
[0020]判断上述角度angle1
ibeam
是否大于θ1/2；
[0021]若否，则判定与上述角度angle1
ibeam
对应的样本点处于有效声场范围内。
[0022]进一步地，上述根据上述校准后的聚焦深度值Z2进行信号对准，并获取信号对准后的波束集中的BF1信号集，再将上述BF1信号集中的各BF1信号进行指定叠加得到BF2信号的步骤，包括如下步骤：
[0023]通过接收线的坐标ref1、阵元坐标xe1和各波束线的校准后的聚焦深度值Z2换算出各阵元到聚焦点的距离dn1
ibeam
；
[0024]通过接收线的坐标ref1、阵元坐标xe1、各波束线的校准后的聚焦深度值Z2和各阵元到聚焦点的距离dn1
ibeam
换算出各阵元的延时τ1；
[0025]通过各阵元的延时τ1将与之对应的波束线进行相位对齐，并将信号对准后的波束线的BF1信号集进行叠加得到上述BF2信号。
[0026]进一步地，上述通过各阵元的延时τ1将与之对应的波束线进行相位对齐，并将信号对准后的波束线的BF1信号集进行叠加得到上述BF2信号的步骤，包括如下步骤：
[0027]根据各阵元的延时τ1和处于有效声场范围内的上述角度angle1
ibeam
换算出对应样本点的回波信号；
[0028]将上述对应样本点的回波信号汇集形成上述信号对准后的BF1信号集。
[0029]进一步地，上述通过指定步骤校准每条波束对应的聚焦深度值Z，并将校准后的聚焦深度值Z2替换相对应波束原有的聚焦深度值Z的步骤，包括如下步骤：
[0030]根据阵元数N_elements、相邻阵元间距pitch和凸阵圆心半径R换算出凸阵圆心角beta；
[0031]根据发射线数nlines、移动步长step和上述凸阵圆心角beta换算出接收线间角dx_beta；
[0032]根据每次发射或接收的波束数量beam和上述接收线间角dx_beta换算出接收波束到发射波束的夹角Angle_beam；
[0033]根据焦距F、上述凸阵圆心半径R和接收波束到发射波束的夹角Angle_beam分别换
算出样本点到接收波束虚拟焦点的横向距离Hx
ibeam
和纵向距离Hy
ibeam
，并根据上述上述凸阵圆心半径R和纵向距离Hy
ibeam
换算出校正焦距FA；
[0034]根据发射线上样本点到圆心的距离z_sample2、上述凸阵圆心半径R、横向距离Hx
ibeam
和纵向距离Hy
ibeam
换算出中心发射线上的样本点到各波束线虚拟焦点的距离dr2
ibeam
；
[0035]根据上述中心发射线上的样本点到各波束线虚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波束合成方法，其特征在于，包括如下步骤：通过指定步骤校准每条波束对应的聚焦深度值Z，并将校准后的聚焦深度值Z2替换相对应波束原有的聚焦深度值Z；具体地，根据阵元数N_elements、相邻阵元间距pitch和凸阵圆心半径R换算出凸阵圆心角beta；根据发射线数nlines、移动步长step和所述凸阵圆心角beta换算出接收线间角dx_beta；根据每次发射或接收的波束数量beam和所述接收线间角dx_beta换算出接收波束到发射波束的夹角Angle_beam；根据焦距F、所述凸阵圆心半径R和接收波束到发射波束的夹角Angle_beam分别换算出样本点到接收波束虚拟焦点的横向距离Hxibeam和纵向距离Hyibeam，并根据所述所述凸阵圆心半径R和纵向距离Hyibeam换算出校正焦距FA；根据发射线上样本点到圆心的距离z_sample2、所述凸阵圆心半径R、横向距离Hxibeam和纵向距离Hyibeam换算出中心发射线上的样本点到各波束线虚拟焦点的距离dr2ibeam；根据所述中心发射线上的样本点到各波束线虚拟焦点的距离dr2ibeam、焦距F和校正焦距FA换算出各波束线对应的校准后的聚焦深度值Z2；根据所述校准后的聚焦深度值Z2进行信号对准，并获取信号对准后的波束集中的BF1信号集，根据凸阵圆心半径R、通道数N_channel、焦距F和相邻阵元间距pitch换算出发射声场的角度θ2；获取各波束线上样本点偏离发射线的角度angle2
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；判断所述角度angle2
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是否大于θ2/2；若否，则判定与所述角度angle2
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对应的样本点处于有效声场范围内；根据接收线的起始位置坐标M、阵元的位置坐标N、所述校准后的聚焦深度值Z2换算出阵元到聚焦点的距离dn2
ibeam
；根据所述校准后的聚焦深度值Z2和阵元到聚焦点的距离dn2
ibeam
换算出各阵元的延时τ2；通过各阵元的延时τ2将与之对应的BF1信号进行相位对齐，并将信号对准后的BF1信号集进行叠加得到BF2信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过各阵元的延时τ2将与之对应的BF1信号进行相位对齐，并将信号对准后的BF1信号集进行叠加得到BF2信号的步骤，包括如下步骤：根据各阵元的延时τ2和处于有效声场范围内的所述角度angle2
ibeam
换算出对应样本点的回波信号；将所述对应样本点的回波信号汇集形成所述信号对准后的BF1信号集。3.一种超声成像方法，包括如下步骤，获取超声波数据并转化为相应的数字信号；将所述数字信号通过指定的校正合成为射频信号；将所述射频信号通过指定的信号处理分离出载波信号；将所述载波信号通过指定的图像处理获得超声图像，其特征在于，所述将所述数字信号通过指定的校正合成为射频信号的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞超，陈晶，邢锐桐，龙丽，李彬，
申请(专利权)人：深圳蓝韵医学影像有限公司，
类型：发明
国别省市：