[发明专利]波束合成的接收变迹参数的实时计算方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及医用超声波诊断系统中数字波束的合成，尤其涉及旨在节省系统存储器资源的在接收进程中波束合成变迹参数的实时计算方法及其装置。

背景技术

超声成像设备中，变迹参数是波束合成不可缺少的一个参数。对于绝大多数超声成像系统，都采取把变迹参数提前算好并存储在硬件存储器的方式。由于变迹参数是一个随接收波束深度变化而变化的量，对于线阵梯形扫描及相控阵扫描，变迹参数还和接收线位置相关，所以这些变迹参数的总量可能有几十Mbit，甚至更多。这样必然导致系统要增加额外的存储器，造价变高，另外在切换探头时载入新参数需要的时间也较长，不方便使用。

美国6,123,671号专利公开了不同阵元如何从预存的变迹参数读取出对应变迹值的方法，但没有涉及变迹参数的实时计算，由于存储的变迹参数和深度相关，美国6,123,671号专利方案仍然要耗费较大的存储空间，从该专利的内容来看，仅适用于凸阵和线阵垂直发射，因此美国6,123,671号专利方法的适用面受到一定的限制。

我国哈尔滨工业大学控制科学与工程系的马家辰、沈毅、苏宝库三人在“ChineseJournal of Medical Instrumentation”(2005年29卷第6期)上发表的综合评述“超声声束形成技术的对比分析”公开了超声成像系统中声束形成的几种常见技术，其中也公开了一种接收波束的聚焦方法，该方法是通过数字并行阵列加法器读取各通道FIFO存储器的回波数据，进行波束合成，但并未解决用“变迹波束合成模块按照调用变迹参数实时计算各通道FIFO存储器的数字化回波信号的读地址”这一技术问题。

硬件实时参数计算也许是一种解决机制。超声成像以扫描线为基本单位，只需要预存少量参数，并在每条扫描线发射接收前写入几个控制参数，即可以在接收期间由硬件自动生成所需的变迹参数，这将大大节省系统的存储器资源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超声波束的合成方法及其实现该方法的硬件装置。

本发明采用如下技术方案：

设计一种超声波束的合成方法，该方法执行如下步骤：

a.探头各阵元接收来自接收线的反射回波信号；

b.所述探头各阵元把接收到的反射回波信号送入各自的信号接收处理通道进行放大处理和模数转换；

c.经模数转换后的各通道数字化回波数据分别被送入FIFO存储器；

d.变迹参数实时计算装置实时计算生成各通道FIFO存储器的数字化回波信号的变迹参数；

e.接收波束合成模块调用变迹参数实时计算装置产生的变迹参数进行波束合成。

在上述步骤d中实时计算所述变迹参数包括如下步骤：

d1.在变迹参照曲线存储器内预置一条长度为N的函数，作为变迹参照曲线；

所述长度为N的函数为高斯窗或汉明窗；

d2.根据预设的参数对所述预置的变迹参照曲线按深度进行不同起点，不同抽取率的抽取，抽取结果作为各信号接收处理通道不同深度的变迹参照曲线。

在分步骤d1中，利用所述变迹参照曲线的对称特性，在所述变迹参照曲线存储器内只保存左半部分或右半部分的N/2点。为保证所需的计算精度，所述N应大于32，N的一个典型值为1024。

利用所述变迹参照曲线抽取不同深度的变迹参数时，首先判断对应阵元是否在接收孔径以内，接收孔径以外的变迹参数为0，接收孔径以内的阵元从StartP_j开始抽取，抽取率为Δn_j，j为代表不同的接收深度，变迹参数Rapo_j，n用下式计算：

其中P_j，n＝StartP_j+(n-ChanNum/2+Aper_j/2)*Δn_j+Offset_j

if(P_j，n＞N/2-1)P_j，n＝N-1-P_j，n

Offset_j＝-Fx_j/d*Δn_j    d为阵元间距

Fx_j＝Fx_j-1+ΔFx＝Fx₀+j*ΔFx，