[发明专利]全聚焦超声成像方法及其在血流成像中的运用

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗用诊断仪器，更进一步说明为B超成像仪器及方法。

背景技术

一般的B超工作过程为：当探头获得激励脉冲后发射超声波(同时探头受聚焦延迟电路控制，实现声波的声学聚焦)，然后经过一段时间延迟后再由探头接受反射回的回声信号，探头接收回来的回声信号经过滤波，对数放大等信号处理。然后由DSC电路进行数字变换形成数字信号，在CPU控制下进一步进行图像处理，再同图表形成电路和测量电路一起合成视频信号送给显示器形成我们所熟悉的B超图像，也称二维黑白超声图像。

但是，传统模拟B超成像采用数控延迟对发射进行波束形成，在接收聚焦上采用延迟线进行多段聚焦。由于每次发射波束只能对一点进行聚焦，离聚焦点远的地方就模糊，所以一般都要发射2～4次再合成，以保证图像远近都较为清晰。这种做法图像每秒桢数少，且只能在少数几点保证聚焦。在接收方面，采用FPGA进行逐点聚焦.与模拟B超相比，在同等条件下，这种方式大为提高了图像质量。以下是一个关于各B超特点的对照表：

在超声成像市场上，几乎99％的产品都采用发射多个阵元(通常在32路以上)，形成单一方向的发射波束，并且在发射聚焦点上形成最强发射信号。这种发射方式通常能够在发射聚焦点上形成很好的图像，产生高分辨率。但是在远离发射焦点的地方，其分辨率逐步降低。图像不均匀一致。

同样，这种发射方式在彩超中对血流速度的测量也带来帧频过低的问题。因为对每一点的血流速度测量，都需要进行8～15左右的重复发射，才能估算出多普勒效应，这导致在血流速度测量前，必须先选择一个小范围做测量对象，达到减少每帧的发射次数。并且，线密度也因为要提高帧频而降低。举个例子，如果是128阵元，探测深度为18cm，线密度为1，重复发射为15，那么要实现全屏彩色血流的话，帧频会在每秒1帧。通常人们会把线密度降低为0.5，最多实现半屏血流，同时实现4波束合成，这样会让帧频升高至每秒16帧。

由于帧频问题，同一方位只能采集到最多发射15次的血流信息，这对估算血流速度带来非常大的困难。可以这么说，在彩色血流成像方面，有相当数量的学术文章都是在研究如何在样本少的情况下尽可能地去估算血流速度。

还有一个问题就是对水平于探头的血管血流速度无法测量，因为发射声束是垂直于血流方向，从而多普勒效应很小而无法观察。通常人们做法是人为手工改动发射方式为斜射。这也导致操作上的麻烦。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种聚焦超声成像方法及其在血流成像中的运用。

本发明的全聚焦超声成像方法如下：

该方法包括使用超声主机系统、视频输出设备、超声换能器及超声换能器上的发射阵元、超声主机系统用作信号处理的单片机，并按以下方式进行一帧图像的扫描：

a、由B超的超声波换能探头从一侧至另一侧以球面波发射方式发射超声波信号，对机体组织进行扫描。

球面波发射方式根据其设置，每次以1-4个阵元进行发射。

b、并由超声波换能探头上多个阵元接收每一个球面波周围形成任意接收波束，任意接收波束为1条以上，接收波束方向为垂直于探头平面和倾斜超声波换能探头平面；并将接收波束信息返馈至超声主机系统。

c、超声主机系统将前后每次球面波发射时所产生的接收波束进行叠加，扫描完一侦，即可获得一幅图像，其中包含了多条被叠加过多次的接收波束，并将该接收波束用于常规成像处理，最后在视频输出设备上显于。此处常规成像处理包含解调、动态滤波、坐标转换、图像平滑、图像滤波数字信号处理。

如上所述的本发明的全聚焦超声成像方法，更进一步说明为，每次以单个阵元发射；或者每次以1-4个阵元方式发射，发射时，则依次相交并叠加方式，计(阵元1，阵元2)，(阵元2，阵元3)；(阵元3，阵元4)，直至最后一阵元。

本发明的全聚焦超声成像在血流成像中的运用方法如下：

该方法包括使用一台超声主机系统、视频输出设备、超声换能器及超声换能器上的发射阵元、超声主机系统用作信号处理计算的单片机，并按以下方式对血流进行一帧图像的扫描：

a、由B超的超声波换能探头从一侧至另一侧以球面波发射方式依次向血流发射超声波信号，超声波信号为一组连续的脉冲波；球面波发射方式根据其设置，每次以1-4个阵元发射。

b、并由超声波换能探头上多个阵元接收每一个球面波周围形成任意接收波束，任意接收波束是1条以上的波束，波束方向为垂直于探头平面和倾斜探头平面。