CN113413167A - 一种超声平面波复合成像方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超声平面波复合成像方法及系统。该方法包括根据工作参数确定超声平面波的成像兴趣区；根据平面波倾斜角的参数确定的平面波倾斜角的大小确定复合区域；并判断成像兴趣区是否在所述复合区域内；若不在，则重新获取工作参数；若在，则将平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，确定超声换能器的各阵元的初始发射时间；根据初始发射时间依次发射发射参数的平面波；接收回波数据；根据回波数据依次合成射频信号；并提取成像兴趣区内的射频信号；生成超声平面波的复合射频信号；根据复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。本发明在提高超声平面波复合成像质量的同时提高了帧频。
Description
技术领域
本发明涉及超声成像领域，特别是涉及一种超声平面波复合成像方法及系统。
背景技术
随着现代社会的高速发展，不健康饮食、缺乏体育锻炼、吸烟酗酒、作息不规律等不良习惯导致心血管疾病的发病率逐年攀升。心脑血管疾病的有效抢救时间极短，具有高致残率和高死亡率的特点，严重威胁人类生命健康。已有研究表明，监测动脉粥样硬化的病程发展可有效评估心脑血管疾病的发病风险，对此类疾病的预防和早期诊断具有重要意义。
临床上，动脉粥样硬化的检查方式主要有CT技术、数字减影血管造影、核磁共振、超声诊断技术等。CT技术通过X线来对血管进行成像，具有检查速度快、成像分辨率高的优势，但该技术对人体有一定的辐射侵害，不适用于动脉粥样硬化这类慢性疾病的长期病程监测。另一种临床上应用广泛的X线检查系统是数字减影血管造影技术，该技术没有骨骼与软组织影的重叠，使血管及其病变显示更为清晰，但需注入造影剂，有创且存在造影剂过敏的潜在风险。核磁共振无电离辐射，不会对人体造成辐射损伤，也无需注入造影剂，可实现无创无辐射检查，但核磁共振成像设备体积庞大，价格昂贵。而超声诊断技术可根据测量的血流动力学信息检测动脉粥样硬化的病程发展，具有无辐射、价格低、实时性等优点。
传统聚焦超声成像技术在二维扫描平面内逐线发射超声信号，几十至数百线超声信号生成一帧图像，帧频仅有一百余赫兹，难以捕捉动脉粥样硬化引起的瞬时血流异常现象。为了解决这一问题，新一代超快超声随之出现，其主要发展方向是平面波成像技术，采用全孔径发射平面波，一次发射即可生成一帧超声图像，其帧频高达20000Hz。但是，由于缺少发射焦点，单一平面波的回波信号信噪比低，成像质量较差。
为了改进单一平面波的成像质量，超声平面波复合成像技术被提出，该技术通过改变超声换能器阵元的激发时间实现了带有一定倾斜角的平面波，先后从多个角度获得同一成像区域的多帧平面波回波信号，并将多帧信号相干叠加得到复合图像。在倾斜发射平面波的过程中，回波信号主瓣的空间位置不变，旁瓣的分布随倾斜角的变化而改变。当多个角度的平面波回波信号被叠加时，主瓣增强，旁瓣抵消，成像质量被提高。
对于静止成像目标，回波信号相干性较好，平面波的角度个数、角度范围是影响复合图像质量的主要因素。而对于运动成像目标(例如血液流动、血管壁搏动、心脏扭转等)，回波信号相干性较差，平面波倾斜角的排列方式对复合图像的主瓣宽度、旁瓣抵消有着至关重要的影响。
根据倾斜角的变化趋势，平面波已有的角度序列可分为线性、三角以及交替极性角度序列三种：
1、线性角度序列：倾斜角从小到大或从大到小，线性变化。线性角度序列的不足之处在于，倾斜角的线性变化使旁瓣发生规律性旋转，导致旁瓣相交，在实际成像目标的左侧或右侧形成虚焦点，使成像目标偏移，影响复合成像质量。
2、三角角度序列：倾斜角先增大后减小/先减小后增大。倾斜角先增大、后减小的变化趋势使旁瓣先向左、后向右旋转。根据旁瓣旋转即相交形成虚焦点的规律，三角角度序列的不足之处在于成像目标的左右两侧各形成了一个虚焦点，对称的变形可有效解决成像目标偏移的问题，但横向分辨率较低。
3、交替极性角度序列：倾斜角正负交替且正负相反的两个倾斜角相邻。倾斜角正负交替无线性变化，不会导致旁瓣旋转，可避免形成虚焦点，同时保持横向分辨率不变。但正负相反的两个倾斜角相邻导致旁瓣的交点增多，使复合图像的旁瓣伪影增大；且倾斜角无左右对称的性质不利于结合复用复合来进一步提高帧频。
针对上述三种角度序列的技术缺陷，亟需一种新的超声平面波复合成像技术以进一步提高运动目标的超声平面波复合成像效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种超声平面波复合成像方法及系统，能够在提高超声平面波复合成像质量的同时提高帧频。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种超声平面波复合成像方法，包括：
获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数；所述发射参数包括：发射频率以及发射脉冲周期；所述工作参数包括：工作阵元个数以及成像深度；所述平面波倾斜角的参数包括：平面波倾斜角的个数以及角度间隔；
根据所述工作参数确定超声平面波的成像兴趣区；
根据平面波倾斜角的参数确定每个平面波倾斜角的大小；
根据每个平面波倾斜角的大小确定复合区域；并判断所述成像兴趣区是否在所述复合区域内；
若不在，则返回所述获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数的步骤，重新获取工作参数；
若在，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；所述中心对称极性角度序列的角度变化趋势为中心对称图形，平面波倾斜角正负交替，且具有正负对称关系的两个平面波倾斜角对称地分布在序列的前半段与后半段；
根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次确定不同的平面波倾斜角下的超声换能器的各阵元的初始发射时间；
根据各阵元的初始发射时间依次发射不同平面波倾斜角下所述发射参数的平面波；
利用超声换能器的各阵元依次接收不同平面波倾斜角下的回波数据；
根据回波数据依次合成不同平面波倾斜角下的射频信号；并提取所述成像兴趣区内的射频信号；
对每个平面波倾斜角对应的所述成像兴趣区内的射频信号相干叠加，生成超声平面波的复合射频信号；
根据所述超声平面波的复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
可选地，所述根据所述工作参数确定超声平面波的成像兴趣区，具体包括：
利用公式SROI＝Kelement×lpicth×D确定超声平面波的成像兴趣区；
其中，SROI为超声平面波的成像兴趣区，Kelement为超声换能器的工作阵元个数，lpicth为超声换能器的阵元中心间距，D为成像深度。
可选地，所述根据平面波倾斜角的参数确定每个平面波倾斜角的大小，具体包括：
利用公式
确定平面波倾斜角的变化范围；
利用公式
确定第n个平面波倾斜角；
其中，α为角度间隔，Nangle为平面波倾斜角的个数，β为平面波倾斜角的大小，第n个倾斜角与第(Nangle-n+1)个倾斜角为正负对称关系。
可选地，所述若在，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列，具体包括：
利用公式
确定所述成像兴趣区在所述复合区域内；
若满足公式，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；
其中，2tan
为复合区域，
为平面波倾斜角的大小。
可选地，所述根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次确定不同的平面波倾斜角下的超声换能器的各阵元的初始发射时间，具体包括：
利用公式
确定当平面波倾斜角为βn时，第k个阵元的初始发射时间；
其中，c为信号传输速率，1≤k≤Kelement，1≤n≤Nangle。
可选地，所述根据所述超声平面波的复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像，具体包括：
对所述超声平面波的复合射频信号进行包络提取、横向插值、纵向降采样以及对数压缩，确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
一种超声平面波复合成像系统，包括：
参数获取模块，用于获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数；所述发射参数包括：发射频率以及发射脉冲周期；所述工作参数包括：工作阵元个数以及成像深度；所述平面波倾斜角的参数包括：平面波倾斜角的个数以及角度间隔；
成像兴趣区确定模块，用于根据所述工作参数确定超声平面波的成像兴趣区；
平面波倾斜角的大小确定模块，用于根据平面波倾斜角的参数确定每个平面波倾斜角的大小；
第一判断模块，用于根据每个平面波倾斜角的大小确定复合区域；并判断所述成像兴趣区是否在所述复合区域内；
工作参数更新模块，用于若不在，则返回所述获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数的步骤，重新获取工作参数；
平面波倾斜角排列模块，用于若在，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；所述中心对称极性角度序列的角度变化趋势为中心对称图形，平面波倾斜角正负交替，且具有正负对称关系的两个平面波倾斜角对称地分布在序列的前半段与后半段；
初始发射时间确定模块，用于根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次确定不同的平面波倾斜角下的超声换能器的各阵元的初始发射时间；
平面波发射模块，用于根据各阵元的初始发射时间依次发射不同平面波倾斜角下所述发射参数的平面波；
回波数据接收模块，用于利用超声换能器的各阵元依次接收不同平面波倾斜角下的回波数据；
射频信号提取模块，用于根据回波数据依次合成不同平面波倾斜角下的射频信号；并提取所述成像兴趣区内的射频信号；
复合射频信号确定模块，用于对每个平面波倾斜角对应的所述成像兴趣区内的射频信号相干叠加，生成超声平面波的复合射频信号；
超声平面波复合图像确定模块，用于根据所述超声平面波的复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
可选地，所述超声平面波复合图像确定模块具体包括：
超声平面波复合图像确定单元，用于对所述超声平面波的复合射频信号进行包络提取、横向插值、纵向降采样以及对数压缩，确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明所提供的一种超声平面波复合成像方法及系统，通过当所述成像兴趣区在所述复合区域内时，将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列，避免了平面波倾斜角线性变化导致的旁瓣旋转形成虚焦点，消除了旁瓣相交引起的旁瓣伪影，从而提高了超声平面波复合成像的质量。中心对称极性角度序列的复用复合方法将每个复合序列的后半段重复用于下一次复合，使超声平面波复合成像的复合脉冲重复频率(即帧频)提高了一倍；且复用复合后所有复合序列均为中心对称极性角度序列，确保了复合图像序列的时间连续性。中心对称极性角度序列中，正负对称的两个倾斜角对称地位于序列两端，有利于结合运动补偿技术进一步改善复合成像效果。并且，判断所述成像兴趣区是否在所述复合区域内，使整个成像兴趣区内各个位置的成像质量均达到最佳，避免了成像兴趣区超出复合区域导致的复合成像质量不均匀的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种超声平面波复合成像方法流程示意图；
图2为静止点目标MPW相干复合成像示意图；
图3为基于线性角度序列的运动点目标超声平面波复合成像示意图；
图4为基于三角角度序列的运动点目标超声平面波复合成像示意图；
图5为本发明中心对称极性角度序列的倾斜角变化趋势示意图；
图6为本发明中心对称极性角度序列的复用复合示意图；
图7为本发明中心对称极性角度序列的旁瓣抵消示意图；
图8为发明具体实施例的点目标成像结果图；
图9为本发明所提供的一种超声平面波复合成像系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，对于静止目标，不同平面波角度序列的成像效果相同，均可通过叠加不同角度的回波信号增强主瓣抵消旁瓣。而对于运动目标，角度序列影响复合成像质量。
在线性角度序列中，平面波倾斜角的变化趋势呈线性，包括“线性增大”和“线性减小”两种情况，具体排列方式为
和
例如，当角度个数Nangle＝8，角度间隔α＝2°，线性角度序列为{-7°、-5°、-3°、-1°、1°、3°、5°、7°}或{7°、5°、3°、1°、-1°、-3°、-5°、-7°}。
线性角度序列的优点为倾斜角的变化趋势呈中心对称(旋转180°与自身重合)：第1个与第Nangle个角度、第2个与第(Nangle-1)个角度、……、第(Nangle/-2-1)个与第Nangle/-2个角度均满足公式
所述的正负对称关系。该性质有利于结合运动补偿技术、复用复合方法进一步改进超声平面波复合成像的成像质量与帧频。
如图3所示，缺点为倾斜角线性增大时旁瓣向左，线性减小时旁瓣向右旋转，复合叠加后会形成虚焦点，使目标的成像位置发生偏移，影响复合成像质量。
三角角度序列由两个线性角度序列组成，倾斜角的变化趋势呈三角形，包括“先增大后减小”和“先减小后增大”两种情况，排列方式为
和
例如，当角度个数Nangle＝8，角度间隔α＝2°，三角角度序列为{-7°、-3°、1°、5°、7°、3°、-1°、-5°}或{7°、3°、-1°、-5°、-7°、-3°、1°、5°}。
三角角度序列的优点为当倾斜角先增大后减小，旁瓣先向左后向右旋转；当倾斜角先减小后增大，旁瓣先向右后向左旋转。旁瓣向左、右两个方向旋转，则在复合图像中成像目标的左右两侧各形成一个虚焦点。与线性角度序列相比，该性质可以避免成像目标的位置发生偏移。
如图4所示，三角角度序列的缺点为成像目标的左右两侧各形成一个虚焦点，会导致主瓣变宽，横向分辨率增大，降低复合成像质量。
在交替极性角度序列中，倾斜角的变化趋势为正角度与负角度交替出现且具有正负对称关系的两个角度相邻，排列方式为
和
例如，当角度个数Nangle＝8，角度间隔α＝2°，交替极性角度序列为{-7°、7°、-5°、5°、-3°、3°、-1°、1°}或{-1°、1°、-3°、3°、-5°、5°、-7°、7°}。
交替极性角度序列的优点为倾斜角正负交替无线性变化，旁瓣无规律性旋转，避免了成像目标附近形成虚焦点。
交替极性角度序列主要缺点为具有正负对称关系的两个角度相邻导致旁瓣相交的交点增多，旁瓣伪影增大，降低复合成像质量；次要缺点为具有正负对称关系的两个角度相邻，导致倾斜角的变化趋势无中心对称的性质，无法进一步结合运动补偿技术、复用复合方法提高复合成像质量与帧频。
本发明的目的是提供一种超声平面波复合成像方法及系统，能够在提高超声平面波复合成像质量的同时提高帧频。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的一种超声平面波复合成像方法流程示意图，如图1所示，本发明所提供的一种超声平面波复合成像方法，包括：
获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数；所述发射参数包括：发射频率以及发射脉冲周期；所述工作参数包括：工作阵元个数以及成像深度；所述平面波倾斜角的参数包括：平面波倾斜角的个数以及角度间隔。
根据所述工作参数确定超声平面波的成像兴趣区。
所述根据所述工作参数确定超声平面波的成像兴趣区，具体包括：
利用公式SROI＝Kelement×lpicth×D确定超声平面波的成像兴趣区；
其中，SROI为超声平面波的成像兴趣区，Kelement为超声换能器的工作阵元个数，lpicth为超声换能器的阵元中心间距，D为成像深度。
根据平面波倾斜角的参数确定每个平面波倾斜角的大小。
所述根据平面波倾斜角的参数确定每个平面波倾斜角的大小，具体包括：
利用公式
确定平面波倾斜角的变化范围；
利用公式
确定第n个平面波倾斜角；
其中，α为角度间隔，Nangle为平面波倾斜角的个数，β为平面波倾斜角的大小，第n个倾斜角与第(Nangle-n+1)个倾斜角为正负对称关系。
根据每个平面波倾斜角的大小确定复合区域；并判断所述成像兴趣区是否在所述复合区域内。
若不在，则返回所述获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数的步骤，重新获取工作参数。
若在，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；如图5所示，所述中心对称极性角度序列的角度变化趋势为中心对称图形，平面波倾斜角正负交替，且具有正负对称关系的两个平面波倾斜角对称地分布在序列的前半段与后半段。
该角度序列共有4种：
第1种：
第2种：
第3种：
第4种：
所述若在，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列，具体包括：
利用公式
确定所述成像兴趣区在所述复合区域内；
若满足公式，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；
其中，2tan
为复合区域，
为平面波倾斜角的大小。
根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次确定不同的平面波倾斜角下的超声换能器的各阵元的初始发射时间。
所述根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次确定不同的平面波倾斜角下的超声换能器的各阵元的初始发射时间，具体包括：
利用公式
确定当平面波倾斜角为βn时，第k个阵元的初始发射时间；
其中，c为信号传输速率，1≤k≤Kelement，1≤n≤Nangle。
根据各阵元的初始发射时间依次发射不同平面波倾斜角下所述发射参数的平面波。
即依次发射不同倾斜角下的频率为f0、脉冲周期为Ncycle的平面波。
利用超声换能器的各阵元依次接收不同平面波倾斜角下的回波数据。
根据回波数据依次合成不同平面波倾斜角下的射频信号；并提取所述成像兴趣区内的射频信号。
作为一个具体的实施例，平面波倾斜角为βn的回波数据为
对
进行波束合成，生成射频信号
在
中，提取成像兴趣区内的射频信号
对每个平面波倾斜角对应的所述成像兴趣区内的射频信号相干叠加，生成超声平面波的复合射频信号。
如图6所示，根据每次复合成像所需的倾斜角，取Nangle个倾斜角对应的射频信号相干叠加，生成超声平面波的复合射频信号
如图7所示，中心对称极性角度序列的多个射频信号叠加为复合信号时，主瓣叠加，旁瓣抵消，且旁瓣不发生旋转可避免生成虚焦点和旁瓣伪影。
根据所述超声平面波的复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
所述根据所述超声平面波的复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像，具体包括：
对所述超声平面波的复合射频信号进行包络提取、横向插值、纵向降采样以及对数压缩，确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步的详细说明：
1、设置一个径向运动的点目标，运动速度为1.2m/s，初始所在深度为皮下14mm处。
2、设置超声平面波的发射频率f0为3.5MHz、发射脉冲周期Ncycle为2个。
3、设置超声平面波的成像兴趣区SROI：
SROI＝Kelement×lpicth×D
＝128×0.3mm×2.5mm。
其中，超声换能器的工作阵元个数Kelement为128个，该值小于等于超声换能器的阵元总数128；超声换能器的阵元中心间距lpicth为0.3mm；成像兴趣区的宽度Kelement×lpicth＝128×0.3mm、深度D＝2.5mm。
4、设置平面波倾斜角的个数为Nangle＝10，角度间隔为α＝2°，
则倾斜角β的变化范围为
-9°≤β≤9°
则第n个倾斜角βn为：
其中，第n个倾斜角与第(Nangle-n+1)个倾斜角存在正负对称关系：
根据平面波倾斜角的大小和成像兴趣区的尺寸，判断成像兴趣区是否位于复合区域内：
因此，确认成像兴趣区位于复合区域内。
将Nangle＝10个倾斜角排列为中心对称极性角度序列，中心对称极性角度序列的角度变化趋势为中心对称图形，倾斜角正负交替，且具有正负对称关系的两个倾斜角对称地分布在序列的前半段与后半段。
该角度序列共有4种：
第1种：{-9°，7°，-5°，3°，-1°，1°，-3°，5°，-7°，9°}；
第2种：{9°，-7°，5°，-3°，1°，-1°，3°，-5°，7°，-9°}；
第3种：{1°，-3°，5°，-7°，9°，-9°，7°，-5°，3°，-1°}；
第4种：{-1°，3°，-5°，7°，-9°，9°，-7°，5°，-3°，1°}。
根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次计算不同倾斜角下的超声换能器各阵元的初始发射时间。
发射倾斜角为βn的平面波时，第k个阵元的初始发射时间为
其中，c＝1540m/s为信号传输速率，1≤k≤128，1≤n≤10。
根据各阵元初始发射时间，依次发射不同倾斜角下的频率为f0＝3.5MHz、脉冲周期为Ncycle＝2的平面波。
使用所有阵元，依次接收不同倾斜角下的回波数据。
设倾斜角为βn的回波数据为
对
进行波束合成，生成射频信号
在
中，提取成像兴趣区内的射频信号
根据每次复合成像所需的倾斜角，取Nangle＝10个倾斜角对应的射频信号相干叠加，生成超声平面波的复合射频信号
对复合射频信号
进行包络提取、横向插值、纵向降采样、对数压缩以生成成像兴趣区的超声平面波复合图像，结果如附图8所示。
相较线性、三角以及交替极性角度序列，中心对称极性角度序列的复合图像中主瓣最大半宽值(主瓣峰值下降一半时的宽度)最小，未出现虚焦点，旁瓣伪影最小。因此，基于中心对称极性角度序列复用的超声平面波复合成像质量最好。
本发明涉及的中心对称极性角度序列的复用(附图6)，每个序列的后半段被重复用于下一次复合。技术效果有两点：一是使脉冲重复频率扩大了一倍；二是复用后所有的复合序列均是中心对称极性角度序列，有助于提高复合序列的时间连续性。
根据平面波倾斜角的大小和成像兴趣区的尺寸判断成像兴趣区是否位于复合区域，该方法确保了整个成像兴趣区内各个位置的成像质量均达到最佳。
图9为本发明所提供的一种超声平面波复合成像系统结构示意图，如图9所示，本发明所提供的一种超声平面波复合成像系统，包括：
参数获取模块901，用于获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数；所述发射参数包括：发射频率以及发射脉冲周期；所述工作参数包括：工作阵元个数以及成像深度；所述平面波倾斜角的参数包括：平面波倾斜角的个数以及角度间隔；
成像兴趣区确定模块902，用于根据所述工作参数确定超声平面波的成像兴趣区；
平面波倾斜角的大小确定模块903，用于根据平面波倾斜角的参数确定每个平面波倾斜角的大小；
第一判断模块904，用于根据每个平面波倾斜角的大小确定复合区域；并判断所述成像兴趣区是否在所述复合区域内；
工作参数更新模块905，用于若不在，则返回所述获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数的步骤，重新获取工作参数；
平面波倾斜角排列模块906，用于若在，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；所述中心对称极性角度序列的角度变化趋势为中心对称图形，平面波倾斜角正负交替，且具有正负对称关系的两个平面波倾斜角对称地分布在序列的前半段与后半段；
初始发射时间确定模块907，用于根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次确定不同的平面波倾斜角下的超声换能器的各阵元的初始发射时间；
平面波发射模块908，用于根据各阵元的初始发射时间依次发射不同平面波倾斜角下所述发射参数的平面波；
回波数据接收模块909，用于利用超声换能器的各阵元依次接收不同平面波倾斜角下的回波数据；
射频信号提取模块910，用于根据回波数据依次合成不同平面波倾斜角下的射频信号；并提取所述成像兴趣区内的射频信号；
复合射频信号确定模块911，用于对每个平面波倾斜角对应的所述成像兴趣区内的射频信号相干叠加，生成超声平面波的复合射频信号；
超声平面波复合图像确定模块912，用于根据所述超声平面波的复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
所述超声平面波复合图像确定模块912具体包括：
超声平面波复合图像确定单元，用于对所述超声平面波的复合射频信号进行包络提取、横向插值、纵向降采样以及对数压缩，确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种超声平面波复合成像方法，其特征在于，包括：
获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数；所述发射参数包括：发射频率以及发射脉冲周期；所述工作参数包括：工作阵元个数以及成像深度；所述平面波倾斜角的参数包括：平面波倾斜角的个数以及角度间隔；
根据所述工作参数确定超声平面波的成像兴趣区；
根据平面波倾斜角的参数确定每个平面波倾斜角的大小；
根据每个平面波倾斜角的大小确定复合区域；并判断所述成像兴趣区是否在所述复合区域内；
若不在，则返回所述获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数的步骤，重新获取工作参数；
若在，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；所述中心对称极性角度序列的角度变化趋势为中心对称图形，平面波倾斜角正负交替，且具有正负对称关系的两个平面波倾斜角对称地分布在序列的前半段与后半段；
根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次确定不同的平面波倾斜角下的超声换能器的各阵元的初始发射时间；
根据各阵元的初始发射时间依次发射不同平面波倾斜角下所述发射参数的平面波；
利用超声换能器的各阵元依次接收不同平面波倾斜角下的回波数据；
根据回波数据依次合成不同平面波倾斜角下的射频信号；并提取所述成像兴趣区内的射频信号；
对每个平面波倾斜角对应的所述成像兴趣区内的射频信号相干叠加，生成超声平面波的复合射频信号；
根据所述超声平面波的复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
2.根据权利要求1所述的一种超声平面波复合成像方法，其特征在于，所述根据所述工作参数确定超声平面波的成像兴趣区，具体包括：
利用公式SROI＝Kelement×lpicth×D确定超声平面波的成像兴趣区；
其中，SROI为超声平面波的成像兴趣区，Kelement为超声换能器的工作阵元个数，lpicth为超声换能器的阵元中心间距，D为成像深度。
3.根据权利要求2所述的一种超声平面波复合成像方法，其特征在于，所述根据平面波倾斜角的参数确定每个平面波倾斜角的大小，具体包括：
利用公式
确定平面波倾斜角的变化范围；
利用公式
确定第n个平面波倾斜角；
其中，α为角度间隔，Nangle为平面波倾斜角的个数，β为平面波倾斜角的大小，第n个倾斜角与第(Nangle-n+1)个倾斜角为正负对称关系。
4.根据权利要求3所述的一种超声平面波复合成像方法，其特征在于，所述若在，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列，具体包括：
利用公式
确定所述成像兴趣区在所述复合区域内；
若满足公式，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；
其中，
为复合区域，
为平面波倾斜角的大小。
5.根据权利要求4所述的一种超声平面波复合成像方法，其特征在于，所述根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次确定不同的平面波倾斜角下的超声换能器的各阵元的初始发射时间，具体包括：
利用公式
确定当平面波倾斜角为βn时，第k个阵元的初始发射时间；
其中，c为信号传输速率，1≤k≤Kelement，1≤n≤Nangle。
6.根据权利要求1所述的一种超声平面波复合成像方法，其特征在于，所述根据所述超声平面波的复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像，具体包括：
对所述超声平面波的复合射频信号进行包络提取、横向插值、纵向降采样以及对数压缩，确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
7.一种超声平面波复合成像系统，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数；所述发射参数包括：发射频率以及发射脉冲周期；所述工作参数包括：工作阵元个数以及成像深度；所述平面波倾斜角的参数包括：平面波倾斜角的个数以及角度间隔；
成像兴趣区确定模块，用于根据所述工作参数确定超声平面波的成像兴趣区；
平面波倾斜角的大小确定模块，用于根据平面波倾斜角的参数确定每个平面波倾斜角的大小；
第一判断模块，用于根据每个平面波倾斜角的大小确定复合区域；并判断所述成像兴趣区是否在所述复合区域内；
工作参数更新模块，用于若不在，则返回所述获取超声换能器的发射参数、工作参数以及平面波倾斜角的参数的步骤，重新获取工作参数；
平面波倾斜角排列模块，用于若在，则将所有的平面波倾斜角排列为中心对称极性角度序列；所述中心对称极性角度序列的角度变化趋势为中心对称图形，平面波倾斜角正负交替，且具有正负对称关系的两个平面波倾斜角对称地分布在序列的前半段与后半段；
初始发射时间确定模块，用于根据中心对称极性角度序列的倾斜角顺序，依次确定不同的平面波倾斜角下的超声换能器的各阵元的初始发射时间；
平面波发射模块，用于根据各阵元的初始发射时间依次发射不同平面波倾斜角下所述发射参数的平面波；
回波数据接收模块，用于利用超声换能器的各阵元依次接收不同平面波倾斜角下的回波数据；
射频信号提取模块，用于根据回波数据依次合成不同平面波倾斜角下的射频信号；并提取所述成像兴趣区内的射频信号；
复合射频信号确定模块，用于对每个平面波倾斜角对应的所述成像兴趣区内的射频信号相干叠加，生成超声平面波的复合射频信号；
超声平面波复合图像确定模块，用于根据所述超声平面波的复合射频信号确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
8.根据权利要求7所述的一种超声平面波复合成像系统，其特征在于，所述超声平面波复合图像确定模块具体包括：
超声平面波复合图像确定单元，用于对所述超声平面波的复合射频信号进行包络提取、横向插值、纵向降采样以及对数压缩，确定成像兴趣区的超声平面波复合图像。
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