[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

本發明涉及一種提高幀頻的超聲波束形成方法，步驟為：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；對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；對波束形成及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；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，并分別處理得到最終的顯示圖像。本發明方法所得圖像會比延時疊加算法有更高的分辨率，比最小方差算法有小的多的運算復雜度。

技術領域

本發明涉及超聲成像領域，具體為一種提高幀頻的超聲波束形成方法。

背景技術

超聲成像是現代醫學四大成像方式之一，因其成本低、對人體無害等特點而被廣泛使用。超聲成像的質量好壞主要從圖像分辨率，探測深度以及幀頻三個方面進行判斷。然而實際成像中，這三個指標往往是一種此消彼長的狀態。波束形成是超聲成像步驟中最重要的一環，直接影響成像質量的好壞。目前市場上主要使用的波束形成方法是延時疊加(Delay and Sum，DAS)波束形成方法，因其低算法復雜度而使整個成像系統有較高的幀頻。然而延時疊加方法的寬主瓣高旁瓣帶來了圖像分辨率的降低。

自適應波束形成方法針對延時疊加算法的不足進行了改進，以最小方差(minimumvariance，MV)波束形成方法作為代表。針對回波信號之間的相關性計算其協方差從而動態地更新相加的回波信號的權值，以此帶來圖像質量在分辨率和對比度上的提高。然而復雜的計算量限制了系統的幀頻，實時成像效果差。相乘延時疊加算法(Delay Multiply andSum，DMAS) 是一種非線性的超聲成像方法，其復雜度遠小于自適應波束形成方法。該方法等同于孔徑的自相關函數，在增強圖像穩健性的同時增強了對比度。但是該算法復雜度依然大于系統對于快速實時成像的需求。因此，如何在不降低DMAS波束形成器成像質量的前提下，進一步提高其幀頻，成為目前超聲成像領域的熱門研究問題。

發明內容

本發明針對現有波束形成器無法同時滿足高成像分辨率和高幀頻等不足，本發明要解決的技術問題是提供一種可同時滿足高圖像分辨率和高幀頻的提高幀頻的超聲波束形成方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明一種提高幀頻的超聲波束形成方法，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)所述的波束形成及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)所述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。

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