[發明專利]一種提高幀頻的超聲波束形成方法

有效

• 申請號: 201810299030.5
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108354627B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 張石;王瑩瑩;蘇婷
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 李曉光

1.一種提高幀頻的超聲波束形成方法，其特征在于包括以下步驟：

1)對超聲傳感器的參數及發射接收聚焦方式進行設置，利用Field II仿真分別得到對點目標和囊腫成像采用不同條數的掃描線進行掃描的結果，包括128條，64條，32條，每條掃描線的結果及相應的延遲分別存儲；

2)對步驟1)所存儲的三種數目的掃描線信號分別采用相乘延時疊加算法和對應的多線接收進行處理；

3)對經過步驟2)多線接收處理之后的數據進行包絡檢波，對數壓縮，掃描轉換以及圖像顯示；

4)對步驟1)的三種存儲結果分別采用延時疊加算法和最小方差算法以及相應的多線接收進行處理，并分別經過步驟3)處理得到最終的顯示圖像；

對所存儲的128條掃描線信號采用相乘延時疊加算法進行處理為：

201)存儲的每條掃描線數據表示為：

S(t)＝[s₁(t),s₂(t),…,s_N(t)]^T

其中，t為時間索引序號，s_i(t)表示第i個通道的接收數據，N為所使用的探頭的總通道個數，[·]^T為矩陣的轉置；

202)將掃描線數據S(t)乘以該矩陣的轉置，得到新的矩陣：

203)將矩陣M(t)中的每一項的符號乘以對應項的絕對值的算術平方根，得到的新平方根矩陣中的每一項可表示為：

式中，sign(·)表示求符號函數；

204)對步驟203)中得到的平方根矩陣進行求和操作，并將該和的一半減去原矩陣的跡的一半，即：

y^*(t)＝0.5·[sum(M(t))-trace(M(t))]；

其中，M(t)表示平方根矩陣，sum(·)為矩陣的求和函數，trace(·)為矩陣的求跡函數；

205)步驟204)中得到的新矩陣y^*(t)經過帶通濾波器濾波處理，得到相乘延時疊加波束形成對于一條掃描線的輸出。

2.根據權利要求1所述的提高幀頻的超聲波束形成方法其特征在于：對64條和32條掃描線分別進行二線和四線處理，再各自經過步驟2)的計算以及步驟3)、步驟4)處理，分別得到最終的二線接收和四線接收的超聲成像。

3.根據權利要求1所述的提高幀頻的超聲波束形成方法，其特征在于：

步驟3)中，多線接收處理是依據一條傳輸線對應的接收線的條數對步驟1)中的掃描線數據進行分類，再分別對分類后的接收數據進行波束形成操作，通過線性加權來最終確定每條接收線的波束形成輸出值。

4.根據權利要求3所述的提高幀頻的超聲波束形成方法，其特征在于：

對于一個多線接收處理，即k線接收的系統，其存儲的掃描線數目為q，對應的接收線數目為p＝kq-(k-1)，接收線數據y_out根據下式計算得出：

式中， 表示向上取整函數，ω₁和ω₂分別表示多線接收的加權系數，其值根據下式計算得出：

其中，％表示求余操作，/表示除法運算。