[發明專利]超聲成像系統的雙波束接收方法

有效

• 申請號: 200710076491.8
• 申請日: 2007-08-17
• 公開（公告）號: CN101366642A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 姚斌;李勇
• 申請（專利權）人: 深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;G01N29/44
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所
• 代理人: 陳鴻蔭;林青

技術領域?本發明涉及超聲技術，尤其涉及醫療超聲成像系統中的信號處理，特別是涉及超聲信號的接收合成方法。

背景技術?典型超聲成像系統的結構原理一般是：前端包括一個由多個陣元組成的探頭，每個陣元都具有電信號與聲信號互相轉換的功能。所述探頭與發射/接收轉換部分相連接。當系統處于發射狀態的時候，脈沖發生器根據預定的發射波形與發射延時參數而產生高壓發射脈沖，通過所述發射/接收轉換部分來送往并激勵探頭陣元，該探頭陣元發射孔徑中各個陣元將電信號轉換為聲信號，從而形成所需的發射聲場。當系統處于接收狀態時，探頭接收孔徑中的陣元接收來自被檢測體的回波信號并轉換之為電信號，再通過所述發射/接收轉換部分傳輸給系統處理部分，進一步由A/D(模/數)轉換器轉換為數字信號；由于每個陣元連接一個通道，這樣多個通道的電信號數據進入波束合成器，根據不同的延時被該波束合成器合成而得到與兩條接收線相對應的射頻接收數據；該數據因為是經過調制的數據，還要利用檢測器來完成信號解調、求包絡以及采樣等處理工作，得到相應的掃描線數據，再經數字掃描轉換器(DSC)來處理成可供顯示器顯示的直角坐標超聲圖象數據。

在所述超聲系統中，一般發射一次超聲只波束合成一條接收線數據，如圖3a所示，每次通過多個陣元組成的發射孔徑進行發射，隨后使用接收孔徑進行接收得到多個通道的接收數據，這些數據通過波束合成得到在同一個位置上的射頻接收線，直到最后處理成掃描線；然后探頭進行第二個位置的發射以及接收，每個位置的發射孔徑與接收孔徑可能會有差別，每幀圖一般可以由若干條掃描線組成，例如，一個探頭有N為128陣元，掃描線間距D為1陣元間距，那么就需要有N/D＝128條掃描線構成一幀圖。因此本例中需要發射的次數M為128次。假設決定了聲音來回傳播需要消耗時間的探測深度為30cm，聲音速度為1540m/s，則掃描一幀圖需要的時間＝30/100/1540*2*N/D≈0.05s，即幀率可以達到20幀/秒。由該計算過程可知，機器的幀率取決于探測深度、掃描線間距D及發射次數。因為探測深度是臨床要求，無法人為改變；而增大掃描線間距D雖可以提高幀率，卻會導致圖象質量下降，一般而言線間距為1個陣元已經是相當大了；因此，減少發射次數是提高幀率的關鍵。

利用多波束技術是減少發射次數的一個主要方法。所謂多波束，就是超聲每發射一次就接收合成多條掃描線，從而提高幀率。實際上，多波束技術受到發射與接收不在同一位置的影響，導致了接收波束的失真，尤其在低密情況下圖象失真較大，表現為線間差異，并嚴重影響了對機器圖象質量的評價。需要有必要采取一些失真補償措施來提高系統的競爭性或實用性。

美國專利(US5,718,230)公開了一種在不損失幀率的前提下補償雙波束接收失真的方法。具體如圖1所示，每發射一次得到兩條掃描線，例如針對發射Tx1獲得掃描線Rx11和RX12，針對發射Tx2獲得掃描線Rx21和RX22......；但為了補償由于發射與接收不在同一個位置帶來的接收線失真，該方案同時采用重疊去失真的方法，即，使相鄰兩次發射的四條雙波束接收線中有兩條線重疊，利用這兩條線失真的反向特性，將它們求平均以得到一條不失真的最終接收線。

上述現有技術的不足之處在于：由于該雙波束相鄰兩次發射的接收線不得不有重疊，該方法實際上得到的仍是接近于單波束的幀率。

發明內容?本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足之處，而提出一種方法，實現超聲成像系統的雙波束接收，還可以消除雙波束超聲成像系統中的掃描線失真，既能夠消除線間差異，又能夠提高幀率。

為解決上述技術問題，本發明的基本構思為：考察雙波束技術中不同位置發射下的各條不重疊接收線之間的特點，對每相鄰兩條接收線使用相加平均的方法來得到一條虛擬接收位置的不失真接收線，從而提高幀率。

作為實現本發明構思的技術方案是，提供一種超聲成像系統的雙波束接收方法，包括步驟：

A.超聲系統根據當前發射參數由脈沖發生器產生高壓發射脈沖來激勵探頭陣元，從而發射孔徑中各個陣元的發射聲波形成所需的發射聲場；

B.探頭接收孔徑中的陣元接收來自被檢測體的回波信號，形成多路通道的回波數據，所述回波數據經波束合成并行生成與兩條接收線相對應的接收數據；

C.針對下一次發射的位置，繼續上述步驟A和B，直到探測掃描結束；

尤其是，步驟B還包括：將上次接收到的第二條接收線數據與當前接收的第一條接收線數據相加平均，以及將當前接收的兩條接收線數據相加平均，結果作為與本次發射相對應的兩條去失真接收線數據送往后端處理。