[發明專利]一種基于透鏡回波的提升諧波成像性能的方法及系統

有效

• 申請號: 202110370405.4
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113295777B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 王曉東;吳宇鵬;嚴寒冬
• 申請（專利權）人: 聚融醫療科技（杭州）有限公司
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44;G01N29/24
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明屬于超聲成像技術領域，具體涉及一種基于透鏡回波的提升諧波成像性能的方法，包括以下步驟：S1、對超聲探頭進行預處理；S2、通過操作超聲設備，根據超聲脈沖編碼成像的每個陣元以及每組發射相位波形進行發射，并記錄透鏡回波；S3、根據透鏡回波通過算法評估回波幅度參數，并遍歷超聲脈沖編碼成像的所有陣元以及所有發射相位波形，以完成校準過程；S4、根據校準的發射波形，讀取對應于超聲探頭的每個陣元的回波幅度參數，并利用回波幅度參數控制發射增益參數，以實現工作過程；本發明通過獲取不同相位編碼的發射信號幅度特征，累積運算過程中自適應的調整系數，能夠獲取最佳的基波抵消結果，從而提升諧波成像質量。

技術領域

本發明屬于超聲成像技術領域，具體涉及一種基于透鏡回波的提升諧波成像性能的方法及系統。

背景技術

利用超聲成像對物體的內部結構進行探測，在醫學、無損探傷等領域被大量的使用。在醫學成像領域中，超聲成像由于沒有電離損傷廣泛的應用于實質臟器檢查。在各種超聲成像模式中，諧波成像提供了更好的分辨率，是超聲二維成像的基本工作方式；實現諧波成像的主要方法之一是采用超聲脈沖編碼成像方式，超聲脈沖編碼成像方式是指在同一掃描線上發射多次具有不同相位編碼的超聲波，利用相位相關特性，通過接收信號運算(累積運算)達到剔除成像信號中基波成分，提高諧波信號強度，提升圖像的對比度和分辨率。超聲脈沖編碼成像中最常用的是正反諧波編碼，通過分別發射相位相反的一對信號，分別記為“+相”和“-相”，對接收信號直接相加，抵消基波，只保留諧波成分。其原理如下：

假設發射波形為e(t)，則超聲回波信號可表示為：

x(t)＝x_odd(t)+x_even(t)；??????????????????????????????????????????(1)

其中，x_odd(t)和x_even(t)分別表示回波信號x(t)的基波成分和諧波成分，表示超聲系統與組織的系統響應，即：

其中，與分別表示超聲系統與組織對發射波形的響應，發射波形為正脈沖e_p(t)時，回波信號x_p(t)為：

發射波形為負脈沖e_n(t)時，回波信號x_n(t)為：

由于e_n(t)＝-e_p(t)，則式(6)可寫為：

聯立式(5)和式(6)可得脈沖反轉疊加后的回波信號x_s(t)為：

脈沖反轉疊加后回波信號中不再包含基波成分x_odd(t)，諧波成分則為原來的2倍，從而提高諧波圖像的對比度。

由式(4)可見，超聲系統響應對正負脈沖的響應決定了脈沖反轉疊加后的回波信號x_s(t)中的基波成分；當超聲系統脈沖反轉性能滿足時，x_s(t)中基波成分則來自于組織非線性；當超聲系統脈沖反轉性能滿足時，x_s(t)中基波成分則會增加，進而降低諧波圖像對比度以及分辨率。

如圖1所示，給出了超聲發射接收鏈路的處理流程，超聲成像過程中的超聲發射和超聲接收采用的都是陣列探頭；一次具體的發射過程是以一定的幅度和延時驅動超聲換能器的多個陣元，每個陣元產生的激勵聲波在空間疊加后得到本次發射的設定聲場，接收過程也是將多個陣元的接收回波按照一定的延時和幅度疊加后得到對應于本次發射的目標回波。