[发明专利]一种平行聚焦的超声复合成像方法

说明书

本发明公开了一种平行聚焦的超声复合成像方法，是采用多角度平行聚焦发射的工作方式并包括：1、将发射阵列分成多个子阵列；2、设置单次发射时的发射聚焦点的数量和坐标，焦点数量与子阵列数量相同，焦点之间的横向间隔与子阵列长度相等，所有焦点的纵向深度相同；3、发射时探头内全部子阵列同时发射，并接收回波信号；4、确定每次发射时有效发射声场的区域范围，并对每个子阵列有效作用区域内所有位置的成像点进行成像，得到单次发射时的成像结果；5、将所有单次发射的成像结果进行复合得到高质量成像结果。本发明可以提高成像的帧率，并且发射波束之间没有交叉伪影，提高快速运动目标的成像质量以及目标运动情况的观测精度。

技术领域

本发明适用于超声成像领域，具体的说是一种高帧率、高质量的超声复合成像技术。

背景技术

超声成像设备是常用的影像学设备之一。成像模式影响了成像设备的架构，并对成像质量有重要的影响，是医学超声成像设备的核心技术。复合成像是一种研究较多的高质量成像模式，该模式采用多次发射的方式来实现。超声探头发射超声波进入成像区域，然后接收成像区域散射回来的回波信号，再根据回波信号采用波束形成技术进行成像。每次发射后得到超声图像称之为低质量图像，再将低质量图像进行复合并得到最后的高质量图像。常用的复合成像方式有平面波相干复合，发散波复合成像等等。平面波相干复合采用全孔径发射平面波的方式，平面波在传播过程中不断发散，对成像区域较深的地方成像强度下降，成像质量降低。发散波复合成像采用子孔径发射发散波的方式，虽然分辨率较高，但是声场能量衰减更快，远处成像质量下降明显。还有一种聚焦复合成像方法，该方法虽然可以改善深处区域的成像质量，但是成像帧率较低。另外传统的多波束发射技术采用的发射阵元相同，通过改变发射信号的延迟时间，实现多个波束，这种方式会在近场产生交叉伪影，导致成像结果出现伪像。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足之处，提出了一种高质量、高帧率的平行聚焦超声复合成像方法，以期能提高成像的帧率，并去除近场成像区域的交叉伪影，从而能有效提高超声成像系统的成像速度、质量以及目标运动情况的观测精度。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种平行聚焦的超声复合成像方法的特点在于，包括以下步骤：

步骤一：在超声成像过程中，设置探头子阵列的阵元数为N，从而将探头分成K个阵元数相等的子阵列；

步骤二：利用式(1)构建子阵列的最大发射角度θ_max的约束条件：

式(1)中，L为所述子阵列的长度；y^f为子阵列的焦点深度，且d_max表示子阵列的最大成像深度；

步骤三：定义变量m，并初始化m＝1；

步骤四：根据最大发射角度θ_max和子阵列的长度L，在超声成像过程中，设置第k个子阵列在第m次发射时的聚焦点坐标为

第k个子阵列在第m次发射时，利用式(2)得到第k+1个子阵列的聚焦点坐标

步骤五：根据第k个子阵列在第m次发射的聚焦点坐标利用式(3)计算第k个子阵列在第m次发射时第n个阵元的发射延时参数

式(3)中，为第k个子阵列中第n个阵元的坐标，n∈[1,N]；c为成像区域的声速；且每个子阵列在第m次发射时第n个阵元的发射延时参数相同；

所述每个子阵列的N个阵元根据各自的发射延迟参数同时向所述成像区域发送超声波；并接收相应的回波信号；

步骤六：利用式(4)确定第k个子阵列在第m次发射时的发射声场的有效作用区域的判断条件；