CN114599292B - 超声成像方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种超声成像方法及系统,该超声成像方法包括:向目标对象的感兴趣区域发射第一超声波束,执行一次超声扫描(S110);接收第一超声波束的第一超声回波,得到第一超声回波信号(S120);确定第一超声波束的声场能量范围内的第一接收线,其中,在声场能量范围的焦区处的第一接收线的线密度大于在声场能量范围的近场处的第一接收线的线密度,且焦区处的第一接收线的线密度大于在声场能量范围的远场处的第一接收线的线密度(S130);根据第一接收线对第一超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第一超声回波信号(S140)。这样能够保证在焦区的采样频率更高,进而在进行复合时保证波束合成的效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及超声领域,并且更具体地,涉及一种超声成像方法及系统。
背景技术
发射连续聚焦成像的基本原理是将相邻的发射波束的回波与当前回波进行相干复合,尽可能地把非焦区的能量记录、并“回溯性”地累加起来,合成、重构发射逐点聚焦的效果。该技术的其中一个关键点是对发射波束的回波能量进行记录,其依赖于接收波束的采样方法,它从本质上决定了多次发射的回波以何种方式进行复合。
发射连续聚焦的接收波束采样方法中,目前常采用的是等间隔、等角度等方法,但实际发射波束的能量范围并不“规整”,导致了对回波采集不平衡,声场的有些区域采集过密,有些地方采集不足,为了保证质量,波束合成系统不得不按照最密集的方案采集,导致波束合成效率低下。
发明内容
本发明实施例提供了一种超声成像方法及系统。
第一方面,提供了一种超声成像方法,所述方法包括:
向目标对象的感兴趣区域发射第一超声波束,执行一次超声扫描;
接收所述第一超声波束的第一超声回波,得到第一超声回波信号;
确定所述第一超声波束的声场能量范围内的第一接收线,其中,在所述声场能量范围的焦区处的第一接收线的线密度大于在所述声场能量范围的近场处的第一接收线的线密度,且所述焦区处的第一接收线的线密度大于在所述声场能量范围的远场处的第一接收线的线密度;
根据所述第一接收线对所述第一超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第一超声回波信号。
第二方面,提供了一种超声成像方法,所述方法包括:
向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束;
接收所述多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;
确定多次发射中每一次发射的所述超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,所述接收线包括若干个接收段或者至少部分的所述接收线为曲线;
对所述接收线的所述多个超声回波信号进行处理,得到超声图像。
第三方面,提供了一种超声成像方法,所述方法包括:
控制超声探头向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束;
控制所述超声探头接收所述多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;
确定多次发射中每一次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,所述接收线在声场能量范围的深度方向上具有变化的线密度;
对多次发射的所述接收线的多个超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;
对所述复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
第四方面,提供了一种超声成像方法,所述方法包括:
向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描;
接收所述超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
确定多次超声扫描中每次超声扫描时所述超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,所述声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,所述第一子段的接收线为直线接收线,所述第二子段的接收线为曲线或者包括若干个接收段;
对每次超声扫描的所述接收线的所述超声回波信号进行处理复合,得到复合后的超声回波信号;以及
对所述复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
第五方面,提供了一种超声成像方法,所述方法包括:
向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描;
接收所述超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
确定多次超声扫描中每次超声扫描时所述超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,所述声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,所述第一子段的接收线沿所述深度方向具有一致的线密度,所述第二子段的接收线在所述深度方向上具有变化的线密度;
根据每次超声扫描的所述接收线对所述超声回波信号进行波束合成处理,得到多个波束合成的超声回波信号;以及
对所述多个波束合成的超声回波信号进行复合,得到复合的超声回波信号,并据此得到超声图像。
第六方面,提供了一种超声成像方法,所述方法包括:
向目标对象的感兴趣区域发射一次超声波束;
接收所述一次超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
确定所述一次超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,所述接收线所在的区域与所述声场能量范围匹配;
根据所述接收线对所述超声回波信号进行处理,得到超声图像。
第七方面,提供了一种超声成像系统,包括:
超声探头;
发射/接收选择开关,用于激励所述超声探头经由发射电路向目标对象的感兴趣区域发射超声波束以执行超声扫描,并接收所述超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
存储器,用于存储所述处理器执行的程序;
处理器,用于:
确定一次超声扫描的所述超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,在所述声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于在所述声场能量范围的近场处的接收线的线密度,且所述焦区处的接收线的线密度大于在所述声场能量范围的远场处的接收线的线密度;
根据所述接收线对所述超声回波信号进行处理,得到超声图像。
第八方面,提供了一种超声成像系统,其特征在于,包括:
超声探头;
发射/接收选择开关,用于激励所述超声探头经由发射电路向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束,并接收所述多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;
存储器,用于存储所述处理器执行的程序;
处理器,用于执行上述第二方面至第六方面中任一所述的方法。
第九方面,提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现前述第一方面至第六方面中任一所述方法的步骤。
由此可见,本发明实施例确定超声波束的声场能量范围内的接收线,使焦区的线密度大于近场的线密度且大于远场的线密度,这样能够保证在焦区的采样频率更高,进而在进行复合时保证波束合成的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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(a)-(d)是发射声场能量图以及几种接收线采样方法的示意图;
图2是超声成像系统的一个结构框图;
图3是本发明实施例的超声信号处理的方法的一个示意性流程图;
图4是声场能量范围内的不同位置的能量集中程度的一个示意图;
图5是本发明实施例的包括接收段的接收线的一个示意图;
图6是本发明实施例的包括接收段的接收线的再一个示意图;
图7是本发明实施例的包括曲线的接收线的一个示意图;
图8是本发明实施例的多次发射的接收线的一个示意图;
图9是本发明实施例的多次发射的接收线的再一个示意图;
图10是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图;
图11是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图;
图12是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图;
图13是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图;
图14是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图。
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作出创造性劳动的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。
目前商用的超声成像系统用的最多的还是聚焦波成像,如图1(a)所示为聚焦波的发射声场能量图,其中孔径约为18mm,发射焦点深度为80mm,发射波形加权处理。图1(b)为等间隔距离采样方法,图1(c)为等间隔角度采样方法,图1(d)为等间隔和角度采样方法。因为焦区的侧向能量变化幅度较大,因此需要细致的接收采样来保证质量,假设80mm附近需要8个接收波束来保证采样质量。图1(b)在远场,需要约3倍(相对于焦区的8波束)的接收波束来覆盖有效的声场能量范围,相同的结论也适用于图1(c)近场,需要2倍以上的接收波束来覆盖近场的有效声场范围。图1(d)是在等间隔距离的基础上应用等间隔角度,相当于(b)和(c)的折中,相对均匀一些,但是也面临着近场和远场的采样过密、焦区存在无效波束的问题。
接收波束密度过高会对发射逐点聚焦产生不利影响:在相同的波束数目下,线密度过高会导致接收波束合成对发射声场采集不全,导致有效的复合次数下降,降低逐点聚焦的效果。以图1(c)为例,由于近场的声束较宽,按照图中等间隔角度的方式采样,需要17个波束覆盖约90度、完整的声场范围,只有记录完整,才能较好的回溯重构。如果波束数少于17个波束,比如采用9波束(足够覆盖中远场有效区域),近场区域的有效复合次数会降低,无法完整地实现近场的发射逐点聚焦。
可见,现有采样方法会导致波束合成实现效率低下,无论是等间隔采样、等间隔角度采样或者两个结合的方法,都会导致采样过密或者采样不全的问题。
本发明实施例提供了一种超声成像系统,如图2所示为一种超声成像系统的结构框图。其中,超声成像系统10包括超声探头110、发射/接收控制电路120、存储器130、处理器140以及显示器150。发射/接收控制电路120可以包括发射电路、接收电路和发射/接收选择开关,发射电路用于激励超声探头110向目标对象发射超声波束,接收电路用于通过超声探头110接收从目标对象返回的超声回波,获得超声回波信号。处理器140可以对第一超声回波信号进行处理。
示例性地,处理器140可以确定超声波束的声场能量范围内的接收线,根据接收线对超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的超声回波信号。更详细的描述可以参见本说明书的后续实施例。
可选地,处理器140还可以根据超声回波信号,得到目标对象的超声图像。例如,可以进行波束合成、正交解调、包络求取等处理,可以进行波束合成、壁滤波、速度方差能量求解等处理。处理器140得到的超声图像可以存储于存储器130中。并且,超声图像可以在显示器150上显示。
可选地,超声成像系统10中的显示器150可以为触摸显示屏、液晶显示屏等;或者显示器150可以为独立于超声成像系统10之外的液晶显示器、电视机等独立显示设备;或者显示器150可以是智能手机、平板电脑等电子设备的显示屏,等等。其中,显示器150的数量可以为一个或多个。
可选地,超声成像系统10中的存储器130可以为闪存卡、固态存储器、硬盘等。其可以为易失性存储器和/或非易失性存储器,为可移除存储器和/或不可移除存储器等。
可选地,超声成像系统10中的处理器140可以通过软件、硬件、固件或其任意组合来实现,可以使用电路、单个或多个专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,ASIC)、单个或多个通用集成电路、单个或多个微处理器、单个或多个可编程逻辑器件、或者前述电路和/或器件的任意组合、或者其他适合的电路或器件,从而使得处理器140可以执行本说明书中的各个实施例中的方法的相应步骤。
应理解,图2所示的超声成像系统10所包括的部件只是示意性的,其可以包括更多或更少的部件。例如,超声成像系统10还可以包括诸如键盘、鼠标、滚轮、轨迹球、等输入设备,和/或包括显示器150之外的诸如打印机之类的输出设备。相应的外部输入/输出端口可以是无线通信模块,也可以是有线通信模块,或者两者的组合。外部输入/输出端口也可基于USB、如CAN等总线协议、和/或有线网络协议等来实现。本发明对此不限定。
基于上述实施例的超声成像系统,图3是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图。图3所示的方法包括:
S110,向目标对象的感兴趣区域发射第一超声波束,执行一次超声扫描;
S120,接收第一超声波束的第一超声回波,得到第一超声回波信号;
S130,确定第一超声波束的声场能量范围内的第一接收线,其中,在声场能量范围的焦区处的第一接收线的线密度大于在声场能量范围的近场处的第一接收线的线密度,且焦区处的第一接收线的线密度大于在声场能量范围的远场处的第一接收线的线密度;
S140,根据第一接收线对第一超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第一超声回波信号。
本发明实施例中,第一超声波束的声场能量范围可以如图1(a)所示,其中沿着深度方向,不同的深度位置中心能量也是不同的。可以将中心能量最大的位置称为焦区的中心,并将中心能量衰减一定阈值的能量范围定义为焦区。进一步地,将深度小于焦区的范围称为近场,并将深度大于焦区的范围称为远场。
本发明实施例中,S130中确定的第一接收线在焦区的线密度大于近场的线密度,且大于远场的线密度,这样焦区的采样频率高。其中,线密度可以用于表示接收线的数量或者相邻接收线之间的间隔(距离间隔或角度间隔),具体地,单位宽度内接收线的数量越多,相邻两个接收线之间的间隔越小,则线密度越大。
本发明实施例考虑到在声场能量范围内的不同位置的能量集中程度不同而在S130中确定第一接收线,具体地,参见图4所示,右侧画出深度分别是10mm、80mm和160mm的发射声束能量图,可以看出焦区附近(80mm)的声束能量集中,在侧向变化剧烈,需要较高的采样频率;而远场由于发射能量不聚焦,声波能量分散且较为平坦,最终的图像分辨率弱于焦区附近(F-number大),因此需要的采样频率相对较低;类似地,近场相对也比较平坦,但F-number较小,实现发射连续聚焦之后分辨率优于远场,因此侧向采样频率高于远场。如此,在S130中确定的第一接收线在焦区的线密度大于在远场的线密度,且大于在近场的线密度。在一些示例中,S130中确定的第一接收线在近场的最大线密度可大于远场的最大线密度。
示例性地,第一接收线所在的区域与声场能量范围匹配。这样,第一接收线能够将发射声场能量范围进行有效地覆盖,从而能够解决采样过密或者采样不全的问题,极大地提高波束合成的效率。
本发明实施例中,第一接收线在声场能量范围的深度方向上具有变化的线密度。也就是说,在声场能量范围的深度方向上,至少存在两个不同的深度处的线密度是不同的。
在其中一种实现方式中,沿着声场能量范围的深度方向,从近场到焦区线密度由小变大,从焦区到远场线密度由大变小。线密度沿深度方向的变化,可以是连续变化,也可以是部分深度处的线密度不同但总体形成从近场到焦区由小变大、从焦区到远场由大变小的变化方式。
在其中一种实现方式中,可以将声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,第一子段的第一接收线沿深度方向具有一致的线密度,第二子段的第一接收线在深度方向上具有变化的线密度。其中,第二子段的第一接收线可以是若干接收段或者是曲线,如下述结合图5至图7的实施例所述。
示例性地,作为一例,第一超声波束的发射扫描线与阵元的排列平面垂直,此时第一子段对应声场能量范围的近场,且近场的第一接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的焦区和远场,且焦区的第一接收线的线密度大于远场的第一接收线的线密度。可选地,沿着深度方向,从焦区到远场线密度由大变小。示例性地,第二子段可以包括不同深度段的若干个接收段,第二子段也可以包括曲线。
示例性地,作为另一例,第一超声波束源自阵元的排列平面上或阵元排列平面后方的同一波束起点,此时第一子段对应声场能量范围的远场,且远场的接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的近场和焦区,且焦区的第一接收线的线密度大于近场的第一接收线的线密度。可选地,沿着深度方向,从近场到焦区线密度由小变大。示例性地,第二子段可以包括不同深度段的若干个接收段,第二子段也可以包括曲线。
下面将结合附图具体描述第一接收线。
作为一种实现方式,第一接收线可以包括不同深度段的若干个接收段。
应当理解,本发明实施例对S110中所发射的第一超声波束的发射方向不作限定。示例性地,第一超声波束的发射方向可以与阵元所在的平面之间具有一定的角度,该角度可以为锐角或者直角等。例如,在下面图5所示的示例中,第一超声波束的发射方向是垂直朝下的,即与阵元所在的平面垂直。示例性地,第一超声波束也可以是采用相控阵偏转方式发射的。例如,如图6所示。
示例性地,S130中,可以将声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与该深度段中相邻两个接收段之间的间隔的比值等于预设值。
或者,示例性地,S130中,可以将声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与该深度段中相邻两个接收段之间的间隔正相关。
作为一例,参照图5,其中虚线示出了声场能量范围,并且沿着深度方向被划分为16个深度段,如图5中的右侧从上到下依次示出的1至16。并且每个深度段包括多个接收段,例如,在图5中的下方示出了深度段16中包括8个接收段,分别标记为1至8。
作为另一例,参照图6,其中虚线示出了声场能量范围,并且沿着深度方向被划分为多个深度段,但是为了简化示意,图6中仅示出了非相邻的3个深度段,分别为a、b和c,本领域技术人员很容易得到未示出的其他的深度段。
示例性地,在划分深度段时,可以将深度方向上声场能量范围的宽度相差不大于预设阈值的声场能量范围划分为同一深度段。也就是说,对于一个深度段来说,声场能量范围的宽度的最大值与最小值之间的差值小于预设阈值。结合图5,假设预设阈值可以表示为δ。以图5最下的深度段16为例,假设深度段16中声场能量范围的宽度的最大值为L,那么深度段16中声场能量范围的宽度的最小值应该不小于L-δ。
示例性地,在划分深度段时,可以沿着深度方向将声场能量范围均匀地划分为多个深度段。也就是说,不同深度段的深度范围可以是相等的。结合图5,假设声场能量范围的深度范围为H,若划分为16个深度段,那么每个深度段的深度范围均为H/16。
示例性地,在划分深度段时,可以沿着深度方向将声场能量范围不均匀地划分为多个深度段。也就是说,不同深度段的深度范围可以是不相等的。例如,焦区的深度段的深度范围大于近场(或远场)的深度段的深度范围。
示例性地,在划分深度段时,每个深度段包含的深度范围取决于超声波束的波束特征(声场能量范围的特征)和处理器的处理能力。除以上描述的划分方式外,也可以考虑其他的准则,和/或以其他的参数作为划分依据,这里不再一一罗列,能保证划分后的同一深度段内的深度方向上能量分布均匀的划分方式,均在本发明的保护范围内。另外,处理器基于软件波束合成进行信号处理时,深度段的划分不是固定不变,还可对深度段包含的深度范围进行灵活调节。
其中,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度可以是该深度段的中心位置处的声场能量范围的宽度。例如,参照图5,深度段16所在的声场能量范围的宽度可以为其中心的宽度。或者,每一个深度段内各深度位置的能量分布基本相同时,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为该深度段的任一深度位置的声场能量范围的宽度。例如,依然参照图5,深度段6所在的声场能量范围的宽度可以为其深度段的任一深度位置的声场能量范围的宽度。
另外,从图5可以看出,从近场到焦区,如从深度段1至深度段6,线密度由小到大,即相邻两个接收段之间的间隔由大到小。从焦区到远场,如从深度段6至深度段16,线密度由大到小,即相邻两个接收段之间的间隔由小到大。类似地,从图6也可以看出,从近场到焦区,如从深度段a至深度段b,线密度由小到大,即相邻两个接收段之间的间隔由大到小。从焦区到远场,如从深度段b至深度段c,线密度由大到小,即相邻两个接收段之间的间隔由小到大。
示例性地,一个深度段所在的声场能量范围的宽度与其中的相邻两个接收段之间的间隔之间可以是线性关系。
依然参照图5,以深度段16为例,假设深度段16所在的声场能量范围的宽度为L,并且深度段16中包括均匀的8个接收段,那么相邻两个连接段之间的间隔为L/9。从而,该深度段所在的声场能量范围的宽度与该深度段中相邻两个接收段之间的间隔的比值等于预设值,该预设值例如为1/9;或者理解为,该深度段所在的声场能量范围的宽度与该深度段中相邻两个接收段之间的间隔成线性关系,该线性关系的系数例如为1/9。
应当注意的是,尽管图5中一个深度段中的多个接收段是均匀的,也就是说一个深度内的每两个相邻接收段之间的间隔相等。但是本发明对此不限定,例如,可以是不均匀的,不同的相邻两个接收段之间的间隔可以不相等。
另外应当注意的是,不同深度段所包含的接收段的数量可以相等,如图5中16个深度段中的每个深度段包含8个接收段。或者,不同深度段所包含的接收段的数量也可以不相等,示例性地,不同深度段所包含的接收段的数量之差小于阈值。例如,假设阈值为N(例如等于1或2或其他值),那么任意两个深度段中的接收段的数量之差都小于N。
这样,在不同深度段所包含的接收段的数量的实现方式中,第一接收线可以包括不同深度段中的离散的若干接收段。示例性地,一个第一接收线包括与多个深度段一一对应的多个接收段。并且,若干个接收段是离散的,相邻两个接收段之间是不连续的,例如可以是彼此错开的。示例性地,一个第一接收线所包括的相邻的两个接收段在声场能量范围的横向方向上相错开。或者换句话说,一个第一接收线所包括的相邻的两个接收段在发射方向的正交方向上相错开。参照图5,其中通过带箭头的接收段示出了其中的两个第一接收线。具体地,一个第一接收线包括与16个深度段一一对应的16个接收段。并且16个接收段是彼此错开的,具体地在水平方向上彼此错开。参照图6,其中通过带箭头的接收段示出了其中的两个第一接收线的一部分。一个第一接收线可以包括若干接收段,并且若干接收段彼此间不平行且彼此错开,具体地在与发射方向正交的方向上彼此错开。
可选地,一个深度段所包括的若干个接收段之间可以是彼此平行的。示例性地,每个接收段的方向与第一超声波束的发射方向成第一预设角度,或者说,每个接收段的方向与第一超声波束的发射方向之间的夹角小于误差角度。例如,图5中发射方向是竖直朝下的,那么接收段的方向可以是竖直朝上的,两者都是竖直的,第一预设角度可以为0度,并且小于误差角度(例如为2度或其他值);或者,可选地,发射方向是竖直朝下的,接收段的方向与竖直方向之间具有一定的夹角,如1度,即第一预设角度可以为1度,并且小于误差角度(例如为2度或其他值)。如图5中,第一接收线的各深度段内的若干个接收端的方向为竖直朝上,与该图示下的发射方向之间的第一预设角度为0度。
可选地,一个深度段所包括的若干个接收段之间可以是相交于一点的。示例性地,每个接收段在与第一超声波束的发射方向相反方向上的延长线相交于一点。例如,图6中,深度段a的6个接收段向上的延长线相交于点M。
作为另一种实现方式,第一接收线可以包括曲线,或者,第一接收线的至少部分为曲线。本发明实施例中,第一接收线包括曲线是指,该第一接收线的至少一段的曲率不等于0。示例性地,第一接收线可以为连续的平滑曲线、或者折线段、两者的组合等。其中,平滑曲线是指曲率连续的曲线。
作为一例,相对于声场能量范围的中心轴,第一接收线可以为在声场能量范围的深度方向上延伸的凹形曲线。可选地,位于声场能量范围的中心轴处的第一接收线的曲率最小,例如中心轴处的第一接收线的曲率等于0。如图7所示,示出了7条第一接收线,且每一个第一接收线都沿着深度方向延伸。在图7中,以序号1至7分别标记出7个第一接收线,其中,位于声场能量范围的中心轴处的第一接收线为第一接收线4,其曲率最小。具体地,接收线从1到4,曲率由大变小,接收线从4到7,曲率由小变大。
作为另一例,第一接收线可以包括在声场能量范围的深度方向上延伸的以下线条类型的至少一种:平滑曲线、折线、折线与平滑曲线的组合、直线与折线的组合、直线与平滑曲线的组合、或直线与平滑曲线和折线的组合。
举例来说,从近场到焦区为竖直向下的直线,从焦区到远场为平滑曲线或者为如图5中深度段6-16的接收段。举例来说,从近场到焦区为如图6中深度段1-6的接收段,从焦区到远场为直线或者平滑曲线。等等。
作为另一种实现方式,第一超声波束的声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,相应地,第一接收线包括第一子段接收线和第二子段接收线,第一子段接收线为直线接收线,第二子段接收线为曲线或者包括若干个接收段。
示例性地,作为一例,第一超声波束的发射扫描线与阵元的排列平面垂直,此时第一子段对应声场能量范围的近场,且近场的第一接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的焦区和远场,且焦区和远场的第一接收线的线密度是变化的。可选地,沿着深度方向,从焦区到远场线密度由大变小。
示例性地,作为另一例,第一超声波束源自阵元的排列平面上或阵元的排列平面后方的同一波束起点,此时第一子段对应声场能量范围的远场,且远场的接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的近场和焦区,且焦区和近场的第一接收线的线密度是变化的。可选地,沿着深度方向,从近场到焦区线密度由小变大。
应当注意的是,上面尽管结合多个示例描述了第一接收线,但是本发明实施例并没有列出第一接收线的全部可能情形,本领域技术人员在上述已公开的实施例的基础上得到的其他的第一接收线的情形,依然落入本发明的保护范围内。
本发明实施例中,在S110之后,例如在S140之后,还可以包括:向感兴趣区域发射第二超声波束,执行再一次超声扫描;接收第二超声波束的第二超声回波,得到第二超声回波信号;确定第二超声波束的声场能量范围内的第二接收线,并根据第二接收线对第二超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第二超声回波信号;对波束合成的第一超声回波信号与波束合成的第二超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;以及对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
在一种实现方式中,第一接收线包括不同深度段的若干个接收段。在该种实现方式下,S110之后可以包括:向感兴趣区域发射第二超声波束,执行再一次超声扫描;接收第二超声波束的第二超声回波,得到第二超声回波信号;确定第二超声波束的声场能量范围内的第二接收线,第二接收线在第二超声波束的声场能量范围的深度方向上同样具有变化的线密度,其中在第二超声波束的声场能量范围的焦区处的第二接收线的线密度大于近场处的第二接收线的线密度,且焦区处的第二接收线的线密度大于远场处的第二接收线的线密度;该实现方式中第一超声波束与第二超声波束重合的声场能量范围内,第一接收线可与第二接收线重合;根据第二接收线对第二超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第二超声回波信号;对重合的声场能量范围内的波束合成的第一超声回波信号与波束合成的第二超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;以及对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
作为一例,针对图5所示的第一超声波束的声场能量范围以及第一接收线,图8中还示出了第二超声波束的声场能量范围以及第二接收线。具体地,在图8中,以虚线表示超声波束的声场能量范围,并且在两次发射的声场能量范围的重合区域内,第一接收线与第二接收线是重合的。另外,作为示例,图8中还示出了第三超声波束的声场能量范围,并且在重合的声场能量范围内的接收线也是彼此重合的。
作为再一例,针对图6所示的第一超声波束的声场能量范围以及第一接收线,图9中还示出了第二超声波束的声场能量范围以及第二接收线。具体地,在图9中,以虚线表示超声波束的声场能量范围,并且在两次发射的声场能量范围的重合区域内,第一接收线与第二接收线是重合的。另外,作为示例,图9中还示出了第三超声波束的声场能量范围,并且在重合的声场能量范围内的接收线也是彼此重合的。
其中,对重合的声场能量范围内的波束合成的第一超声回波信号与波束合成的第二超声回波信号进行复合,包括:在重合的声场能量范围内沿第一接收线和第二接收线的重合位置进行复合,得到复合后的超声回波信号。结合图8,其中p既在第一接收线上,也在第二接收线上。那么在p点处进行复合,可以得到该点处复合后的超声回波信号。结合图9,其中p既在第一接收线上,也在第二接收线上。那么在p点处进行复合,可以得到该点处复合后的超声回波信号。
其中,对重合的声场能量范围内的波束合成的第一超声回波信号与波束合成的第二超声回波信号进行复合,包括:将波束合成的第一超声回波信号和波束合成的第二超声回波信号进行时间对准;将时间对准后的波束合成的第一超声回波信号和波束合成的第二超声回波信号进行加权求和,得到复合后的超声回波信号。
本发明实施例中,在进行复合时,可以通过加权求和的方式实现。针对点p,得到与k次发射一一对应的k个回波数据,表示为Echoi(p),i=1,2,...,k。其中,如果p位于第i次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线上,那么第i次发射得到的回波数据Echoi(p)是该接收线上的波束合成的回波信号。
复合后的回波信号可以表示为:
其中,wi为权重。这样能够通过多(k)次发射的回波信号,实现对p点的图像重构,达到发射逐点聚焦的效果。
本发明实施例可以针对强聚焦成像,深度方向上接收线的线密度不是均匀的,这种采样对于计算发射逐点聚焦权重wi可以有如下促进作用:(1),强聚焦成像的情况下声场能量范围内的焦区的能量变化剧烈,本发明实施例中焦区的接收线的线密度大,能够更多地采样从而记录由于发射的超声波束的能量差异带来的回波特性的差异(这种差异刻画了整个发射的超声波束的全貌),进而有助于后续进行回溯性重构;(2),强聚焦成像的情况下发射的超声波束对接收波束具有“牵拉”作用,其结果是实际接收位置更偏向发射中心位置;如图8或图9中的p点的实际位置可能会倾向于各自的发射的超声波束中心,这种细节的声场特性需要有效的采样才能体现出来,以便计算最优的聚焦权重wi和偏转参数,实现细节分辨率和信噪比的最佳平衡。
示例性地,接收段的方向与第一超声波束移动到第二超声波束的波束移动方向成第二预设角度。其中,第二预设角度可以等于90度。参照图8,第一超声波束移动到第二超声波束的波束移动方向为水平方向(如从左到右的水平方向),而接收段的方向为竖直方向,两者是垂直的。参照图9,第一超声波束移动到第二超声波束的波束移动方向为圆弧方向(如绕M点的旋转方向,或者理解为深度段的切线方向),而接收段的方向为朝向M的方向,两者是垂直的。
应当理解,在S110之后,除了发射第二超声波束,还可以发射更多个超声波束(如图8和图9中示出了第三超声波束的声场能量范围),并通过将回波信号复合得到超声图像。其中将多个回波信号进行复合与将两个回波信号进行复合是类似的,这里不再赘述。
在另一种实现方式中,第一接收线包括在声场能量范围的深度方向上延伸的曲线。在该种实现方式下,S110之后可以包括:向感兴趣区域发射第二超声波束,执行再一次超声扫描;接收第二超声波束的第二超声回波,得到第二超声回波信号;确定第二超声波束的声场能量范围内的第二接收线,第二接收线同样为在第二超声波束的声场能量范围的深度方向上延伸的曲线,其中第一超声波束与第二超声波束重合的声场能量范围内,第一接收线与第二接收线至多部分重合;根据第二接收线对第二超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第二超声回波信号;对重合的声场能量范围内的波束合成的第一超声回波信号与波束合成的第二超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;以及对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
其中,对重合的声场能量范围内的波束合成的第一超声回波信号与波束合成的第二超声回波信号进行复合,包括:根据波束合成的第二超声回波信号进行第一插值计算,得到重合的声场能量范围内非重合位置的第二超声回波信号,非重合位置为位于第一接收线但非位于第二接收线的位置,并将非重合位置上的波束合成的第一超声回波信号与非重合位置的第二超声回波信号进行复合,得到第一复合后的超声回波信号。
其中,对重合的声场能量范围内的波束合成的第一超声回波信号与波束合成的第二超声回波信号进行复合,还包括:根据波束合成的第一超声回波信号和波束合成的第二超声回波信号进行第二插值计算,得到重合的声场能量范围内非接收线位置的第二复合后的超声回波信号,这里的非接收线位置为重合的声场能量范围内既非位于第一接收线也非位于第二接收线的位置。
其中,对重合的声场能量范围内的波束合成的第一超声回波信号与波束合成的第二超声回波信号进行复合,还包括:在重合的声场能量范围内沿第一接收线和第二接收线的重合位置,对波束合成的第一超声回波信号和波束合成的第二超声回波信号进行复合,得到第三复合后的超声回波信号。
参照图7,各个第一接收线的曲率可以是不同的,因此可以理解,针对不同次发射的超声波束的接收线不是完全重合的。以先后发射五次为例,重合的声场能量范围内包括:重合位置、非重合位置和非接收线位置;重合位置指五次发射的接收线重合的位置,非重合位置包括两种情形:部分(该示例中至少两次且至多四次)发射的接收线重合的位置、以及仅有其中一次发射的接收线的位置;非接收线位置指没有任何一次接收线的位置。具体地,第二超声波束的声场能量范围内的第二接收线与第一超声波束的声场能量范围内的第一接收线可以不是完全重合的。那么,位于第一接收线上的某个点可能不位于第二接收线上,当然,第一接收线与第二接收线可能会存在交点,也就是说可能存在部分点既在第一接收线上也在第二接收线上。
针对位于第一接收线上但不位于第二接收线上的点(称为非重合位置),可以对波束合成的第二超声回波信号进行第一插值计算,得到该点(即非重合位置)处的回波信号,然后再与该点的波束合成的第一超声回波信号进行复合。其中,在插值计算时,可以基于该点附近的两个或若干个第二接收线上的波束合成的第二超声回波信号进行。
针对非重合位置进行复合时,同样可以通过加权求和的方式实现。针对点p,得到与k次发射一一对应的k个回波数据,表示为Echoi(p),i=1,2,...,k。其中,如果p位于第i次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线上,那么第i次发射得到的回波数据Echoi(p)是该接收线上的波束合成的回波信号。如果p不位于第i次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线上,那么第i次发射得到的回波数据Echoi(p)可以是通过对接收线上的波束合成的回波信号进行插值计算后得到的回波数据。
复合后的回波信号可以表示为:
其中,wi为权重。这样能够通过多(k)次发射的回波信号,实现对p点的图像重构,达到发射逐点聚焦的效果。
针对既在第一接收线上也在第二接收线上的点(称为重合位置),可以直接将波束合成的第一超声回波信号和波束合成的第二超声回波信号进行复合。
针对既不在第一接收线上也不在第二接收线上的点(称为非接收线位置),可以对波束合成的第一超声回波信号和波束合成的第二超声回波信号进行第二插值计算,得到该点(即非接收线位置)处的多个插值回波信号,对多个插值回波信号进行复合得到第二复合后的超声回波信号。在第二插值计算时,可以基于该点附近的两个或若干个接收线上的波束合成的超声回波信号进行。该第二插值计算和复合处理可以为独立的两步处理操作,即先得到多个第二插值计算结果再得到复合处理结果;该第二插值计算和复合处理也可以为集合到一起的单步操作,即直接输出非接收线位置的复合处理结果。
在其中一种实施方式中,可以基于该点附近的两个或若干个第一接收线上的波束合成的第一超声回波信号进行第二插值计算,得到该点的第一插值超声回波信号,再基于该点附近的两个或若干个第二接收线上的波束合成的第二超声回波信号进行第二插值计算,得到该点的第二插值超声回波信号,然后再对第一插值超声回波信号和第二插值超声回波信号进行复合,得到该第二复合后的超声回波信号。针对非接收线位置进行复合时,同样可以通过加权求和的方式实现。
在其中一种实施方式中,可以基于该点附近的两个或若干个第一接收线和两个或若干个第二接收线上的超声回波信号进行第二插值计算和复合处理,直接得到第二复合后的超声回波信号。
由此可见,本发明实施例确定超声波束的声场能量范围内的接收线,使焦区的线密度大于近场的线密度且大于远场的线密度,这样能够保证在焦区的采样频率更高,进而在进行复合时保证波束合成的效率。
基于上述实施例的超声成像系统,图10是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图。图10所示的方法包括:
S210,向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束;
S220,接收多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;
S230,确定多次发射中每一次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,接收线包括若干个接收段或者至少部分的接收线为曲线;
S240,对接收线的多个超声回波信号进行处理,得到超声图像。
示例性地,接收线所在的区域可以与声场能量范围匹配。具体地,第一次发射的第一超声波束的声场能量范围内的接收线与第一超声波束的声场能量范围匹配;第二次发射的第二超声波束的声场能量范围内的接收线与第二超声波束的声场能量范围匹配;...。
示例性地,接收线的线密度沿声场能量范围的深度方向变化,从近场到焦区线密度先由小变大,从焦区到远场线密度再由大变小。也就是说,在声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于在声场能量范围的近场处的接收线的线密度,且焦区处的接收线的线密度大于在声场能量范围的远场处的接收线的线密度。
作为一种实现方式,接收线包括离散的若干个接收段。
示例性地,声场能量范围包括沿深度方向划分的多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与深度段中相邻两个接收段之间的间隔成正相关。或者,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与该深度段中相邻两个接收段之间的间隔的比值等于预设值。参照图5,以深度段16为例,深度段16所在的声场能量范围的宽度可以为L,深度段16中相邻两个接收段之间的间隔可以为L/9,两者的比值等于预设值1/9。
其中,将声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,包括:将深度方向上声场能量范围的宽度相差不大于预设阈值的声场能量范围划分为同一深度段。也就是说,对于一个深度段来说,声场能量范围的宽度的最大值与最小值之间的差值小于预设阈值。结合图5,假设预设阈值可以表示为δ。以图5最下的深度段16为例,假设深度段16中声场能量范围的宽度的最大值为L,那么深度段16中声场能量范围的宽度的最小值应该不小于L-δ。
其中,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为该深度段的任一深度位置的声场能量范围的宽度;或者,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为该深度段的中心位置处的声场能量范围的宽度。例如,参照图5,深度段16所在的声场能量范围的宽度可以为其中心的宽度。或者,其中,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为该深度段的任一深度位置的声场能量范围的宽度。例如,依然参照图5,深度段6所在的声场能量范围的宽度可以为对应深度段的任一深度位置的声场能量范围的宽度。
示例性地,不同深度段所包含的接收段的数量可以相等,也可以不等;或者,不同深度段所包含的接收段的数量不等时,不同深度段所包含的接收段的数量之差可小于阈值。结合图5,16个深度段中的每个深度段包含8个接收段。或者,可理解,某个深度段可以包括N1个接收段,另一深度段可以包括N2个接收段,且N1与N2之差的绝对值小于阈值(例如等于1或2或其他值)。
示例性地,一个深度段内的每两个相邻的接收段之间的间隔都相等。也就是说,在一个深度段中,可以均匀地确定接收段。
示例性地,不同深度段所包含的接收段的数量相等时,声场能量范围内的接收线可以视为包括多个接收线,每个接收线包括各个深度段内的一个接收段。此时,一个接收线所包括的相邻的两个接收段在声场能量范围的横向方向上相错开。或者换句话说,一个第一接收线所包括的相邻的两个接收段在发射方向的正交方向上相错开。
示例性地,S210中所发射的多次超声波束的波束移动方向可以与发射方向垂直。
示例性地,每一个深度段内的接收段的方向与多次超声波束的波束移动方向成第二预设角度。其中,第二预设角度可以等于90度。
假设多次超声波束包括第一超声波束、第二超声波束和第三超声波束。参照图8,第一超声波束移动到第二超声波束再到第三超声波束的波束移动方向为水平方向(如从左到右的水平方向),而接收段的方向为竖直方向,两者是垂直的。参照图9,第一超声波束移动到第二超声波束再到第三超声波束的波束移动方向为圆弧方向(如绕M点的旋转方向,或者理解为深度段的切线方向),而接收段的方向为朝向M的方向,两者是垂直的。
作为另一种实现方式,接收线包括曲线。示例性地,至少部分的接收线为曲线时,该曲线为在声场能量范围的深度方向上延伸的凹形曲线。作为一个示例,如图7所示。可选地,在声场能量范围的中心轴处的接收线的曲率最小。如图7中所示的在声场能量范围的中心轴处的接收线4的曲率最小,等于0。
示例性地,至少部分的接收线为曲线时,该曲线包括在声场能量范围的深度方向上延伸的以下线条类型的至少一种:平滑曲线、折线、折线与平滑曲线的组合、直线与折线的组合、直线与平滑曲线的组合、或直线与平滑曲线和折线的组合。举例来说,从近场到焦区为竖直向下的直线,从焦区到远场为平滑曲线或者为如图5中深度段6-16的接收段;再举例来说,从近场到焦区为如图5中深度段1-6的接收段,从焦区到远场为直线或者平滑曲线;等等。
基于上述实施例的超声成像系统,图11是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图。图11所示的方法包括:
S310,控制超声探头向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束;
S320,控制超声探头接收多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;
S330,确定多次发射中每一次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,接收线在声场能量范围的深度方向上具有变化的线密度;
S340,对多次发射的接收线的多个超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;
S350,对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
示例性地,接收线所在的区域与声场能量范围匹配。这样,接收线能够将发射声场能量范围进行有效地覆盖,从而能够极大地提高波束合成的效率。具体地,第一次发射的第一超声波束的声场能量范围内的接收线与第一超声波束的声场能量范围匹配;第二次发射的第二超声波束的声场能量范围内的接收线与第二超声波束的声场能量范围匹配;...。
其中,S330中接收线在声场能量范围的深度方向上具有变化的线密度可以理解为,在声场能量范围的深度方向上,至少存在两个不同的深度位置处的线密度是不同的。示例性地,声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于声场能量范围的近场处的接收线的线密度,且焦区处的接收线的线密度大于声场能量范围的远场处的接收线的线密度。
在其中一种实现方式中,沿着声场能量范围的深度方向,从近场到焦区线密度由小变大,从焦区到远场线密度由大变小。
在其中一种实现方式中,可以将声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,第一子段的接收线沿深度方向具有一致的线密度,第二子段的接收线在深度方向上具有变化的线密度。其中,第二子段的接收线可以是若干接收段或者是曲线,如下述结合图5至图7的实施例所述。
示例性地,作为一例,超声成像系统采用线阵的扫描方式时,超声波束的发射扫描线与阵元的排列平面垂直,此时第一子段可对应声场能量范围的近场,且近场的接收线具有一致的线密度;第二子段可对应声场能量范围的焦区和远场,且焦区的接收线的线密度大于远场的接收线的线密度。可选地,沿着深度方向,从焦区到远场线密度由大变小。
示例性地,作为另一例,超声成像系统采用相控阵或凸阵的扫描方式时,超声波束源自阵元的排列平面上的同一波束起点,此时第一子段可对应声场能量范围的远场,且远场的接收线具有一致的线密度;第二子段可对应声场能量范围的近场和焦区,且焦区的接收线的线密度大于近场的接收线的线密度。可选地,沿着深度方向,从近场到焦区线密度由小变大。
作为一种实现方式,接收线可以包括不同深度段的若干个接收段。
示例性地,S330中,可以将声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与该深度段中相邻两个接收段之间的间隔的比值等于预设值。
或者,示例性地,S330中,可以将声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与该深度段中相邻两个接收段之间的间隔正相关。
作为一例,参照图5,其中虚线示出了声场能量范围,并且沿着深度范围被划分为16个深度段,如图5中的右侧从上到下依次示出的深度段1至16。并且每个深度段包括多个接收段,例如,在图5中的下方示出了深度段16中包括8个接收段,分别标记为1至8。
作为另一例,参照图6,其中虚线示出了声场能量范围,并且沿着深度范围被划分为多个深度段,但是为了简化示意,图6中仅示出了非相邻的3个深度段,分别为深度段a、b和c,本领域技术人员很容易得到未示出的其他的深度段。
示例性地,在划分深度段时,可以将深度方向上声场能量范围的宽度相差不大于预设阈值的声场能量范围划分为同一深度段。也就是说,对于一个深度段来说,声场能量范围的宽度的最大值与最小值之间的差值小于预设阈值。结合图5,假设预设阈值可以表示为δ。以图5最下的深度段16为例,假设深度段16中声场能量范围的宽度的最大值为L,那么深度段16中声场能量范围的宽度的最小值应该不小于L-δ。
示例性地,在划分深度段时,可以沿着深度方向将声场能量范围均匀地划分为多个深度段。也就是说,不同深度段的深度范围可以是相等的。结合图5,假设声场能量范围的深度范围为H,若划分为16个深度段,那么每个深度段的深度范围均为H/16。示例性地,在划分深度段时,可以沿着深度方向将声场能量范围不均匀地划分为多个深度段。也就是说,至少部分不同深度段的深度范围可以是不相等的。例如,焦区的深度段的深度范围大于近场(或远场)的深度段的深度范围。示例性地,在划分深度段时,也可以考虑其他的准则,和/或以其他的参数作为划分依据,这里不再一一罗列。
其中,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为该深度段的中心位置处的声场能量范围的宽度。例如,参照图5,深度段16所在的声场能量范围的宽度可以为其中心的深度位置下的宽度。或者,其中,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为该深度段的任一深度位置的声场能量范围的宽度。例如,依然参照图5,深度段6所在的声场能量范围的宽度可以为该深度段内任意深度位置的声场能量范围的宽度。
另外,从图5可以看出,从近场到焦区,如从深度段1至深度段6,线密度由小到大,即相邻两个接收段之间的间隔由大到小。从焦区到远场,如从深度段6至深度段16,线密度由大到小,即相邻两个接收段之间的间隔由小到大。类似地,从图6也可以看出,从近场到焦区,如从深度段a至深度段b,线密度由小到大,即相邻两个接收段之间的间隔由大到小。从焦区到远场,如从深度段b至深度段c,线密度由大到小,即相邻两个接收段之间的间隔由小到大。
应当注意的是,尽管图5中一个深度段中的多个接收段是均匀的,也就是说一个深度内的每两个相邻接收段之间的间隔相等。但是本发明对此不限定,例如,可以是不均匀的,不同的相邻两个接收段之间的间隔可以不相等。
另外应当注意的是,不同深度段所包含的接收段的数量可以相等,如图5中16个深度段中的每个深度段包含8个接收段。或者,不同深度段所包含的接收段的数量也可以不相等,示例性地,不同深度段所包含的接收段的数量之差小于阈值。例如,假设阈值为N(例如等于1或2或其他值),那么任意两个深度段中的接收段的数量之差都小于N。
可选地,一个深度段所包括的若干个接收段之间可以是彼此平行的。示例性地,每个接收段的方向与第一超声波束的发射方向成第一预设角度,或者说,每个接收段的方向与第一超声波束的发射方向之间的夹角小于误差角度。例如,图5中发射方向是竖直朝下的,那么接收段的方向可以是竖直朝上的,两者都是竖直的,第一预设角度可以为0度,并且小于误差角度(例如为2度或其他值);或者,可选地,发射方向是竖直朝下的,接收段的方向与竖直方向之间具有一定的夹角,如1度,即第一预设角度可以为1度,并且小于误差角度(例如为2度或其他值)。
可选地,一个深度段所包括的若干个接收段之间可以是相交于一点的。示例性地,每个接收段在与第一超声波束的发射方向相反方向上的延长线相交于一点。例如,图6中,深度段a内的六个带箭头的接收段向上的延长线相交于点M。
示例性地,每一个深度段内的接收段的方向与多次超声波束的波束移动方向成第二预设角度。其中,第二预设角度可以等于90度。
假设多次超声波束包括第一超声波束、第二超声波束和第三超声波束。参照图8,第一超声波束移动到第二超声波束再到第三超声波束的波束移动方向为水平方向(如从左到右的水平方向),而接收段的方向为竖直方向,两者是垂直的。参照图9,第一超声波束移动到第二超声波束再到第三超声波束的波束移动方向为圆弧方向(如绕M点的旋转方向,或者理解为深度段的切线方向),而接收段的方向为朝向M的方向,两者是垂直的。
示例性地,在一种实施方式中,在多次发射的超声波束的重合的声场能量范围内,形成该重合声场能量范围的各次发射对应的接收线的位置重合。如图8所示,q点位于第一超声波束和第二超声波束重合的声场能量范围内,该重合范围内第一接收线与第二接收线重合,q既位于第一接收线,也位于第二接收线上,但因为q点并位于第三超声波束的声场范围内,因此q不在第三接收线上;p点位于第一超声波束、第二超声波束和第三超声波束重合的声场能量范围内,该重合范围内第一接收线、第二接收线和第三接收线重合,p则位于第一接收线、第二接收线和第三接收线上。
进一步地,进行复合的位置为重合的声场能量范围内接收线的重合位置。相应地,S340可以包括:根据重合位置的接收线对各次发射对应的超声回波信号进行波束合成处理,得到多个波束合成的超声回波信号;以及对多个波束合成的超声回波信号进行复合,得到复合的超声回波信号。结合图8,其中p既在第一接收线上,也在第二接收线和第三接收线上。那么在p点处进行复合,可以得到该点处复合后的超声回波信号。结合图9,其中p既在第一接收线上,也在第二接收线和第三接收线上。那么在p点处进行复合,可以得到该点处复合后的超声回波信号。具体的复合方式可以参考前面描述的加权求和的方式,在此不再重复描述。
作为另一种实现方式,接收线可以包括曲线,或者,接收线的至少部分为曲线。本发明实施例中,接收线包括曲线是指,该接收线的至少一段的曲率不等于0。示例性地,接收线可以为连续的平滑曲线、或者折线段、或者两者的组合等。其中,平滑曲线是指曲率连续的曲线。
作为一例,接收线可以为在声场能量范围的深度方向上延伸的凹形曲线。可选地,位于声场能量范围的中心轴处的接收线的曲率最小,例如中心轴处的接收线的曲率等于0。如图7所示,示出了7条接收线,且每一个接收线都沿着深度方向延伸。在图7中,以序号1至7分别标记出7个接收线,其中,位于声场能量范围的中心轴处的接收线为接收线4,其曲率最小。具体地,接收线从1到4,曲率由大变小,接收线从4到7,曲率由小变大。
作为另一例,接收线可以包括在声场能量范围的深度方向上延伸的以下线条类型的至少一种:平滑曲线、折线、折线与平滑曲线的组合、直线与折线的组合、直线与平滑曲线的组合、或直线与平滑曲线和折线的组合。
举例来说,从近场到焦区为竖直向下的直线,从焦区到远场为平滑曲线或者为如图5中所示的接收段。举例来说,从近场到焦区为如图6中所示的接收段,从焦区到远场为直线或者平滑曲线。等等。
作为另一种实现方式,超声波束的声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,相应地,接收线包括第一子段接收线和第二子段接收线,第一子段接收线为直线接收线,第二子段接收线为曲线或者包括若干个接收段。
示例性地,作为一例,超声波束的发射扫描线与阵元的排列平面垂直,此时第一子段对应声场能量范围的近场,且近场的接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的焦区和远场,且焦区的接收线的线密度大于远场的第一接收线的线密度。可选地,沿着深度方向,从焦区到远场线密度由大变小。
示例性地,作为另一例,超声波束源自阵元的排列平面上或阵元平面后方的同一波束起点,此时第一子段对应声场能量范围的远场,且远场的接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的近场和焦区,且焦区的接收线的线密度大于近场的接收线的线密度。可选地,沿着深度方向,从近场到焦区线密度由小变大。
示例性地,接收线为曲线时,或同一深度段的接收段之间的间隔不完全相等时,在多次发射的超声波束的重合的声场能量范围内,形成该重合声场能量范围的各次发射对应的接收线的位置至多部分重合。
进一步地,进行复合的位置可以包括重合的声场能量范围内接收线的非重合位置,非重合位置为多次发射对应的部分接收线重合的位置或单个接收线的位置。相应地,S340可以包括:根据多次发射的一次或多次发射对应的超声回波信号进行第一插值计算,得到非重合位置的插值回波信号;以及基于非重合位置的插值回波信号和非重合位置的接收线的超声回波信号进行复合,得到第一复合的超声回波信号。在非重合位置进行复合的方法同样可以采用加权求和的方法,在此不再重复描述。
其中,根据多次发射的一次或多次发射对应的超声回波信号进行第一插值计算,包括:对多次发射的一次或多次发射对应的超声回波信号进行信号处理,得到带相位信息的超声回波信号,并基于带相位信息的超声回波信号进行第一插值计算。这里的信号处理可以包括以下的一个或多个处理环节:波束合成和正交解调。
进一步地,进行复合的位置还可以包括重合的声场能量范围内的非接收线位置,非接收线位置为重合的声场能量范围内非位于多次发射对应的任一接收线上的位置。相应地,S340可以包括:根据多次发射的每次发射对应的超声回波信号进行第二插值计算,得到非接收线位置的多个插值回波信号;对多个插值回波信号进行复合,得到第二复合的超声回波信号。该第二插值计算和复合处理可以为独立的两步处理操作,即先得到多个插值计算结果再得到复合处理结果;该第二插值计算和复合处理也可以为集合到一起的单步操作,即直接输出非接收线位置的复合处理结果。
在其中一种实施方式中,可以基于非接收线位置上的某一点附近的对应每次发射的两个或若干个接收线上的带相位信息的超声回波信号进行第二插值计算,得到该点的多个插值超声回波信号,然后再对多个插值超声回波信号进行复合,得到该第二复合的超声回波信号。针对非接收线位置进行复合时,同样可以通过加权求和的方式实现。
在其中一种实施方式中,可以基于非接收线位置上某一点附近的对应每次发射的两个或若干个接收线上的带相位信息的超声回波信号进行第二插值计算和复合处理,直接得到第二复合的超声回波信号。
进一步地,进行复合的位置还可以包括重合的声场能量范围内接收线的重合位置,重合位置为形成该重合声场能量范围的各次发射对应的接收线所重合的位置。相应地,S340还可以包括:根据重合位置的接收线的超声回波信号进行复合,得到第二复合的超声回波信号。
参照图7,各个接收线的曲率可以是不同的,因此可以理解,针对不同次发射的超声波束的接收线不是完全重合的。以三次发射为例,位于第一次发射的声场能量范围内的第一接收线上的第一采样点可能位于第二次发射的声场能量范围内的第二接收线上、但不位于第三次发射的声场能量范围内的第三接收线上,位于第一接收线上的第二采样点可能既不位于第二接收线上、也不位于第三接收线上,第三采样点可能没有位于第一接收线、第二接收线和第三接收线的任何一个接收线上。第一采样点和第二采样点均为重合的声场能量范围内的非重合位置,第三采样点为重合的声场能量范围内的非接收线位置。当然,不同的接收线可能会存在交点。
针对第一采样点这一非重合位置进行复合时,由于第一采样点不位于第三接收线,第一采样点对应缺少第三次发射得到的回波数据,此时可基于第三次发射得到的其他位置的回波数据进行第一插值计算,得到第一采样点处的插值回波信号。例如,可以取第一采样点周围的多条第三接收线上的数据进行第一插值计算。
针对第二采样点这一非重合位置进行复合时,由于第二采样点既不位于第二接收线也不位于第三接收线,第二采样点对应缺少第二次发射和第三次发射得到的回波数据,此时可分别基于第二次发射和第三次发射得到的其他位置的回波数据进行第一插值计算,得到第二采样点处对应这两次发射的回波信号。例如,可以取第二采样点周围的多条第二接收线和第三接收线上的数据进行第一插值计算。该示例中,可以先分别获得对应第二次发射的插值回波信号和对应第三次发射插值回波信号,然后对第二采样点的第一超声回波信号、对应第二次发射的插值回波信号和对应第三次发射的插值回波信号进行复合。该示例中,也可以先对第二采样点进行插值计算时同时获得第二次发射和第三次发射的复合结果,然后再基于该复合结果和第二采样点的第一超声回波信号进行复合处理。
针对第三采样点这一非接收线位置进行复合时,由于第三采样点没有位于三次发射的任何一次发射对应的接收线上,第三采样点对应缺少这三次发射得到的回波数据,此时可分别基于第一次发射、第二次发射和第三次发射得到的其他位置的回波数据进行第二插值计算,得到第三采样点处的多个插值回波信号,随后对多个插值回波信号进行复合处理,得到第三采样点处的第二复合的超声回波信号。
结合上述描述可知,针对非重合位置和非接收线位置进行复合计算时,可以根据多次发射的一次或几次发射对应的超声回波信号进行插值计算,得到非重合位置处和非接收线位置处的回波信号,然后再进行复合。针对重合位置则可以直接将接收线的超声回波信号进行复合。
示例性地,S350可以包括:对第一复合的超声回波信号、第二复合的超声回波信号和第三复合的超声回波信号中的至少两种复合的回波信号进行处理,得到超声图像。例如,可对第一复合的超声回波信号和第三复合的超声回波信号进行处理,即基于多次发射的声场能量范围内接收线上的点进行处理,得到超声图像。此时,还可以根据复合的超声回波信号进行第三插值计算,得到重合的声场能量范围内非复合位置的超声回波数据;以及对复合的超声回波信号和非复合位置的超声回波数据进行处理,得到超声图像。这样,通过第三插值计算,能够基于采样点处的超声回波数据,得到更多位置的超声回波数据,从而能够使得得到的超声图像能够包含更多的信息,使其分辨率更高,更加准确。例如,可对第一复合的超声回波信号、第二复合的超声回波信号和第三复合的超声回波信号进行处理,即基于多次发射的声场能量范围内的每个采样点进行处理,得到超声图像。由于复合过程包括了对非接收线位置的插值和复合,此时得到的超声图像可以包含更多的信息。上述第一插值计算和第二插值计算用以对应和区分声场范围内不同位置的计算过程,但计算的方法本身可以相同、也可以不同。
基于上述实施例的超声成像系统,图12是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图。图12所示的方法包括:
S410,向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描;
S420,接收超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
S430,确定多次超声扫描中每次超声扫描时超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,第一子段的接收线为直线接收线,第二子段的接收线为曲线或者包括若干个接收段;
S440,对每次超声扫描的接收线的超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;
S450,对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
作为一种实现方式,采用线阵的扫描方式时,每次超声扫描的超声波束的发射扫描线与发射超声波束的阵元的排列平面垂直;第一子段对应声场能量范围的近场,近场的接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的焦区和远场,焦区的接收线的线密度大于远场的接收线的线密度。例如,近场的接收线可以是如图1(b)所示的近场的竖直向下的接收线。该示例下,声场能量范围的焦区处的接收线的线密度可以大于在声场能量范围的近场处的接收线的线密度。或者,焦区的线密度可以等于近场的线密度。
作为另一种实现方式,采用相控阵或凸阵的扫描方式时,多次超声扫描的超声波束包括位于发射超声波束的阵元的排列平面上的同一波束起点,或多次超声扫描的超声波束包括位于发射超声波束的阵元的排列平面上的多个波束起点,且自多个波束起点发出的超声波束的发射扫描线的反向延长线在排列平面后方相交于一点。第一子段对应声场能量范围的远场,远场的接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的近场和焦区,焦区的接收线的线密度大于近场的接收线的线密度。例如,远场的接收线可以是如图1(c)所示的远场的直线。示例性地,在声场能量范围的焦区处的接收线的线密度可以大于在声场能量范围的远场处的接收线的线密度。或者,焦区的线密度可以等于远场的线密度。示例性地,沿着声场能量范围的深度方向,从近场到焦区线密度由小变大。
作为一例,第二子段的接收线包括深度方向上离散的若干接收段。
示例性地,S430可以包括:将第二子段的声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与深度段中相邻两个接收段之间的间隔正相关。
其中,将声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,可以包括:将深度方向上声场能量范围的宽度相差不大于预设阈值的声场能量范围划分为同一深度段。其中,不同深度段所包含的接收段的数量相等;或者,不同深度段所包含的接收段的数量之差小于阈值。其中,一个深度段内的每两个相邻接收段之间的间隔都相等。
结合前述图5和图6的示例,可以将图5中深度段6至深度段16的部分认为是第二子段,将图6中包括深度段a和深度段b的上半部分认为是第二子段。因此关于S430中第二子段中接收线的确定,可以参见前述结合图5和图6的相关部分的记载,这里不再重复。
基于上述实施例的超声成像系统,图13是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图。图13所示的方法包括:
S510,向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描;
S520,接收超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
S530,确定多次超声扫描中每次超声扫描时超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,第一子段的接收线沿深度方向具有一致的线密度,第二子段的接收线在深度方向上具有变化的线密度;
S540,根据每次超声扫描的接收线对超声回波信号进行波束合成处理,得到多个波束合成的超声回波信号;
S550,对多个波束合成的超声回波信号进行复合,得到复合的超声回波信号,并据此得到超声图像。
其中,S550可以包括:对多个波束合成的超声回波信号进行复合,得到复合的超声回波信号;对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
作为一种实现方式,每次超声扫描的超声波束的发射扫描线与发射超声波束的阵元的排列平面垂直;第一子段对应声场能量范围的近场,近场的接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的焦区和远场,焦区的接收线的线密度大于远场的接收线的线密度。例如,近场的接收线可以是如图1(b)所示的近场的竖直向下的接收线。示例性地,在声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于在声场能量范围的近场处的接收线的线密度。或者,焦区的线密度等于近场的线密度。示例性地,沿着声场能量范围的深度方向,从焦区到远场线密度由大变小。
作为另一种实现方式,多次超声扫描的超声波束包括位于发射超声波束的阵元的排列平面上的同一波束起点,或多次超声扫描的超声波束包括位于发射超声波束的阵元的排列平面上的多个波束起点,且自多个波束起点发出的超声波束的发射扫描线的反向延长线在排列平面后方相交于一点。第一子段对应声场能量范围的远场,远场的接收线具有一致的线密度;第二子段对应声场能量范围的近场和焦区,焦区的接收线的线密度大于近场的接收线的线密度。例如,远场的接收线可以是如图1(c)所示的远场的直线。示例性地,在声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于在声场能量范围的远场处的接收线的线密度。或者,焦区的线密度等于远场的线密度。示例性地,沿着声场能量范围的深度方向,从近场到焦区线密度由小变大。
作为一例,第二子段的接收线包括深度方向上离散的若干接收段。
示例性地,S530可以包括:将第二子段的声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与深度段中相邻两个接收段之间的间隔正相关。
其中,将声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,可以包括:将深度方向上声场能量范围的宽度相差不大于预设阈值的声场能量范围划分为同一深度段。其中,不同深度段所包含的接收段的数量相等;或者,不同深度段所包含的接收段的数量之差小于阈值。其中,一个深度段内的每两个相邻接收段之间的间隔都相等。
结合前述图5和图6的示例,可以将图5中深度段6至深度段16的部分认为是第二子段,将图6中包括深度段a和深度段b的上半部分认为是第二子段。因此关于S530中第二子段中接收线的确定,可以参见前述结合图5和图6的相关部分的记载,这里不再重复。
基于上述实施例的超声成像系统,图14是本发明实施例的超声成像方法的一个示意性流程图。图14所示的方法包括:
S610,向目标对象的感兴趣区域发射一次超声波束;
S620,接收一次超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
S630,确定一次超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,接收线所在的区域与声场能量范围匹配;
S640,根据接收线对超声回波信号进行处理,得到超声图像。
其中,接收线可以是结合前述图3至图13所示的声场能量范围内的接收线,这里不再赘述。
现在返回到图2所示的超声成像系统10。
在一个实施例中,发射/接收控制电路120用于激励超声探头110向目标对象的感兴趣区域发射超声波束以执行超声扫描,并接收超声波束的超声回波,得到超声回波信号。存储器130用于存储处理器140执行的程序。处理器140用于:确定一次超声扫描的超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,在声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于在声场能量范围的近场处的接收线的线密度,且焦区处的接收线的线密度大于在声场能量范围的远场处的接收线的线密度;根据接收线对超声回波信号进行处理,得到超声图像。显示器150用于显示超声图像。
在另一个实施例中,发射/接收控制电路120用于激励超声探头110向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束以执行多次超声扫描,并接收多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号。存储器130用于存储处理器140执行的程序。处理器140用于:确定多次发射中每一次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,该接收线包括若干个接收段或者至少部分的接收线为曲线;对该接收线的多个超声回波信号进行处理,得到超声图像。显示器150用于显示超声图像。
在另一个实施例中,发射/接收控制电路120用于激励超声探头110向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束以执行多次超声扫描,并接收多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号。存储器130用于存储处理器140执行的程序。处理器140用于:确定多次发射中每一次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,该接收线在声场能量范围的深度方向上具有变化的线密度;对多次发射的该接收线的多个超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。显示器150用于显示超声图像。
在另一个实施例中,发射/接收控制电路120用于激励超声探头110向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描,并接收超声波束的超声回波,得到超声回波信号。存储器130用于存储处理器140执行的程序。处理器140用于:确定多次超声扫描中每次超声扫描时超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,第一子段的接收线为直线接收线,第二子段的接收线为曲线或者包括若干个接收段;对每次超声扫描的接收线的超声回波信号进行处理复合,得到复合后的超声回波信号;以及对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。显示器150用于显示超声图像。
在另一个实施例中,发射/接收控制电路120用于激励超声探头110向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描,并接收超声波束的超声回波,得到超声回波信号。存储器130用于存储处理器140执行的程序。处理器140用于:确定多次超声扫描中每次超声扫描时超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,第一子段的接收线沿深度方向具有一致的线密度,第二子段的接收线在深度方向上具有变化的线密度;根据每次超声扫描的接收线对超声回波信号进行波束合成处理,得到多个波束合成的超声回波信号;以及对多个波束合成的超声回波信号进行复合,得到复合的超声回波信号,并据此得到超声图像。显示器150用于显示超声图像。
在另一个实施例中,发射/接收控制电路120用于激励超声探头110向目标对象的感兴趣区域发射一次超声波束,并接收一次超声波束的超声回波,得到超声回波信号。存储器130用于存储处理器140执行的程序。处理器140用于:确定一次超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,接收线所在的区域与声场能量范围匹配;根据接收线对超声回波信号进行处理,得到超声图像。显示器150用于显示超声图像。
可见,图2所示的超声成像系统10能够用于实现上述图3或图10至图14任一个所示的方法的步骤。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。另外,本发明实施例还提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序。当该计算机程序被计算机或者处理器执行时,可以实现前述图3或图10至图14任一个所示的超声成像方法的步骤。例如,该计算机存储介质为计算机可读存储介质。
在一个实施例中,该计算机程序指令在被计算机或处理器运行时使计算机或处理器执行以下步骤:控制超声探头向目标对象的感兴趣区域发射第一超声波束,执行一次超声扫描;控制超声探头接收第一超声波束的第一超声回波,得到第一超声回波信号;确定第一超声波束的声场能量范围内的第一接收线,其中,在声场能量范围的焦区处的第一接收线的线密度大于在声场能量范围的近场处的第一接收线的线密度,且焦区处的第一接收线的线密度大于在声场能量范围的远场处的第一接收线的线密度;根据第一接收线对第一超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第一超声回波信号。
在一个实施例中,该计算机程序指令在被计算机或处理器运行时使计算机或处理器执行以下步骤:控制超声探头向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束;控制超声探头接收多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;确定多次发射中每一次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,接收线包括若干个接收段或者至少部分的接收线为曲线;对接收线的多个超声回波信号进行处理,得到超声图像。
在一个实施例中,该计算机程序指令在被计算机或处理器运行时使计算机或处理器执行以下步骤:控制超声探头向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束;控制超声探头接收多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;确定多次发射中每一次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,接收线在声场能量范围的深度方向上具有变化的线密度;对多次发射的接收线的多个超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
在一个实施例中,该计算机程序指令在被计算机或处理器运行时使计算机或处理器执行以下步骤:控制超声探头向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描;控制超声探头接收超声波束的超声回波,得到超声回波信号;确定多次超声扫描中每次超声扫描时超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,第一子段的接收线为直线接收线,第二子段的接收线为曲线或者包括若干个接收段;对每次超声扫描的接收线的超声回波信号进行处理复合,得到复合后的超声回波信号;以及对复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
在一个实施例中,该计算机程序指令在被计算机或处理器运行时使计算机或处理器执行以下步骤:控制超声探头向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描;控制超声探头接收超声波束的超声回波,得到超声回波信号;确定多次超声扫描中每次超声扫描时超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,第一子段的接收线沿深度方向具有一致的线密度,第二子段的接收线在深度方向上具有变化的线密度;根据每次超声扫描的接收线对超声回波信号进行波束合成处理,得到多个波束合成的超声回波信号;以及对多个波束合成的超声回波信号进行复合,得到复合的超声回波信号,并据此得到超声图像。
在一个实施例中,该计算机程序指令在被计算机或处理器运行时使计算机或处理器执行以下步骤:控制超声探头向目标对象的感兴趣区域发射一次超声波束;控制超声探头接收一次超声波束的超声回波,得到超声回波信号;确定一次超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,接收线所在的区域与声场能量范围匹配;根据接收线对超声回波信号进行处理,得到超声图像。
计算机存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。
另外,本发明实施例还提供了一种计算机程序产品,其包含指令,当该指令被计算机所执行时,使得计算机执行上述图3或图10至图14任一个所示的方法的步骤。
由此可见,本发明实施例确定超声波束的声场能量范围内的接收线,使焦区的线密度大于近场的线密度且大于远场的线密度,这样能够保证在焦区的采样频率更高,进而在进行复合时保证波束合成的效率。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (68)
1.一种超声成像方法,其特征在于,所述方法包括:
向目标对象的感兴趣区域发射第一超声波束,执行一次超声扫描;
接收所述第一超声波束的第一超声回波,得到第一超声回波信号;
确定所述第一超声波束的声场能量范围内的第一接收线,其中,在所述声场能量范围的焦区处的第一接收线的线密度大于在所述声场能量范围的近场处的第一接收线的线密度,且所述焦区处的第一接收线的线密度大于在所述声场能量范围的远场处的第一接收线的线密度,沿着所述声场能量范围的深度方向,从近场到焦区所述线密度由小变大,从焦区到远场所述线密度由大变小;
根据所述第一接收线对所述第一超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第一超声回波信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一接收线包括不同深度段的若干个接收段,
所述确定声场能量范围内的第一接收线,包括:
将所述声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与所述深度段中相邻两个接收段之间的间隔的比值等于预设值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一接收线包括不同深度段的若干个接收段,
所述确定声场能量范围内的接收线,包括:
将所述声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与所述深度段中相邻两个接收段之间的间隔正相关。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述将所述声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,包括:
将所述深度方向上声场能量范围的宽度相差不大于预设阈值的声场能量范围划分为同一深度段。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为所述深度段的任一深度位置的声场能量范围的宽度;或者,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为所述深度段的中心位置处的声场能量范围的宽度。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
不同深度段所包含的接收段的数量相等;或者,不同深度段所包含的接收段的数量之差小于阈值。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,一个深度段内的每两个相邻接收段之间的间隔相等。
8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
每个所述接收段的方向与所述第一超声波束的发射方向成第一预设角度;
或者,每个所述接收段在与所述第一超声波束的发射方向相反方向上的延长线相交于一点。
9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,不同深度段的深度范围相等或者不相等。
10.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述第一接收线包括不同深度段中的离散的若干接收段。
11.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:
向所述感兴趣区域发射第二超声波束,执行再一次超声扫描;
接收所述第二超声波束的第二超声回波,得到第二超声回波信号;
确定所述第二超声波束的声场能量范围内的第二接收线,其中所述第二接收线在所述第二超声波束的声场能量范围的深度方向上具有变化的线密度,且所述第一超声波束与所述第二超声波束重合的声场能量范围内,所述第一接收线与所述第二接收线重合;
根据所述第二接收线对所述第二超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第二超声回波信号;
对所述重合的声场能量范围内的所述波束合成的第一超声回波信号与所述波束合成的第二超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;以及
对所述复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述对所述重合的声场能量范围内的所述波束合成的第一超声回波信号与所述波束合成的第二超声回波信号进行复合,包括:
在所述重合的声场能量范围内沿所述第一接收线和所述第二接收线的重合位置进行复合,得到复合后的超声回波信号。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,所述对所述波束合成的第一超声回波信号与所述波束合成的第二超声回波信号进行复合,包括:
将所述波束合成的第一超声回波信号和所述波束合成的第二超声回波信号进行时间对准;
将时间对准后的所述信号波束合成的第一超声回波信号和所述波束合成的第二超声回波信号进行加权求和,得到所述复合后的超声回波信号。
14.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,每个所述接收段的方向与所述第一超声波束移动到所述第二超声波束的波束移动方向成第二预设角度。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一接收线为在所述声场能量范围的深度方向上延伸的曲线。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,还包括:
向所述感兴趣区域发射第二超声波束,执行再一次超声扫描;
接收所述第二超声波束的第二超声回波,得到第二超声回波信号;
确定所述第二超声波束的声场能量范围内的第二接收线,其中所述第二接收线为在所述第二超声波束的声场能量范围的深度方向上延伸的曲线,且所述第一超声波束与所述第二超声波束重合的声场能量范围内,所述第一接收线与所述第二接收线至多部分重合;
根据所述第二接收线对所述第二超声回波信号进行波束合成处理,得到波束合成的第二超声回波信号;
对所述重合的声场能量范围内的所述波束合成的第一超声回波信号与所述波束合成的第二超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;以及
对所述复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述对所述重合的声场能量范围内的所述波束合成的第一超声回波信号与所述波束合成的第二超声回波信号进行复合,包括:
根据所述波束合成的第二超声回波信号进行第一插值计算,得到所述重合的声场能量范围内非重合位置的第二超声回波信号,所述非重合位置为位于所述第一接收线但非位于所述第二接收线的位置;
将所述非重合位置的所述波束合成的第一超声回波信号与所述非重合位置的第二超声回波信号进行复合,得到第一复合后的超声回波信号。
18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述对所述重合的声场能量范围内的所述波束合成的第一超声回波信号与所述波束合成的第二超声回波信号进行复合,包括:
根据所述波束合成的第一超声回波信号和所述波束合成的第二超声回波信号进行第二插值计算,得到所述重合的声场能量范围内非接收线位置的多个插值回波信号,对所述多个插值回波信号进行复合得到第二复合后的超声回波信号,所述非接收线位置为所述重合的声场能量范围内既非位于所述第一接收线也非位于所述第二接收线的位置。
19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,所述对所述重合的声场能量范围内的所述波束合成的第一超声回波信号与所述波束合成的第二超声回波信号进行复合,还包括:
在所述重合的声场能量范围内沿所述第一接收线和所述第二接收线的重合位置,对所述波束合成的第一超声回波信号和所述波束合成的第二超声回波信号进行复合,得到第三复合后的超声回波信号。
20.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一接收线所在的区域与所述声场能量范围匹配。
21.一种超声成像方法,其特征在于,所述方法包括:
向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束;
接收所述多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;
确定多次发射中每一次发射的所述超声波束的声场能量范围内的接收线,所述接收线的线密度沿所述声场能量范围的深度方向变化,从近场到焦区所述线密度先由小变大,从焦区到远场所述线密度再由大变小,在所述声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于在所述声场能量范围的近场处的接收线的线密度,且所述焦区处的接收线的线密度大于在所述声场能量范围的远场处的接收线的线密度,其中,所述接收线包括若干个接收段或者至少部分的所述接收线为曲线;
对所述接收线的所述多个超声回波信号进行处理,得到超声图像。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述接收线包括若干个接收段时,一个所述接收线包括离散的若干个接收段,所述若干个接收段中的不同接收段的深度范围不同。
23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述声场能量范围包括沿深度方向划分的多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与所述深度段中相邻两个接收段之间的间隔成正相关。
24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述将所述声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,包括:
将所述深度方向上声场能量范围的宽度相差不大于预设阈值的声场能量范围划分为同一深度段。
25.根据权利要求23或24所述的方法,其特征在于,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为所述深度段的任一深度位置的声场能量范围的宽度;或者,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为所述深度段的中心位置处的声场能量范围的宽度。
26.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,
不同深度段所包含的接收段的数量相等;或者,不同深度段所包含的接收段的数量之差小于阈值。
27.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,一个深度段内的每两个相邻的接收段之间的间隔都相等。
28.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,每一个深度段内的接收段的方向与所述多次超声波束的波束移动方向成第二预设角度。
29.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,一个所述接收线所包括的相邻的两个接收段在所述声场能量范围的横向方向上相错开。
30.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,至少部分的所述接收线为曲线时,所述曲线为在所述声场能量范围的深度方向上延伸的凹形曲线。
31.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,至少部分的所述接收线为曲线时,所述曲线包括在所述声场能量范围的深度方向上延伸的以下线条类型的至少一种:平滑曲线、折线、折线与平滑曲线的组合、直线与折线的组合、直线与平滑曲线的组合、或直线与平滑曲线和折线的组合。
32.根据权利要求30或31所述的方法,其特征在于,所述声场能量范围的中心轴处的接收线的曲率最小。
33.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述接收线所在的区域与所述声场能量范围匹配。
34.一种超声成像方法,其特征在于,所述方法包括:
控制超声探头向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束;
控制所述超声探头接收所述多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;
确定多次发射中每一次发射的超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,所述接收线在声场能量范围的深度方向上具有变化的线密度,在所述声场能量范围的深度方向上,从近场到焦区所述线密度由小变大,从焦区到远场所述线密度由大变小,所述声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于所述声场能量范围的近场处的接收线的线密度,且所述焦区处的接收线的线密度大于所述声场能量范围的远场处的接收线的线密度;
对多次发射的所述接收线的多个超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;
对所述复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
35.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,所述接收线包括不同深度段的若干个接收段,
所述确定声场能量范围内的接收线,包括:
将所述声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与所述深度段中相邻两个接收段之间的间隔的比值等于预设值。
36.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,所述将所述声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,包括:
将所述深度方向上声场能量范围的宽度相差不大于预设阈值的声场能量范围划分为同一深度段。
37.根据权利要求35或26所述的方法,其特征在于,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为所述深度段的任一深度位置的声场能量范围的宽度;或者,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度为所述深度段的中心位置处的声场能量范围的宽度。
38.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,
不同深度段所包含的接收段的数量相等;或者,不同深度段所包含的接收段的数量之差小于阈值。
39.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,一个深度段内的每两个相邻接收段之间的间隔都相等。
40.根据权利要求35至39中任一项所述的方法,其特征在于,每一个深度段内的接收段的方向与所述多次超声波束的波束移动方向成预设角度。
41.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,不同深度段的深度范围相等或者不相等。
42.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,所述接收线为在所述声场能量范围的深度方向上延伸的凹形曲线。
43.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,在所述多次发射的超声波束的重合的声场能量范围内,各次发射对应的接收线的位置重合。
44.根据权利要求43所述的方法,其特征在于,进行复合的位置为所述重合的声场能量范围内接收线的重合位置;
所述对多次发射的所述接收线的超声回波信号进行复合,包括:
根据所述重合位置的接收线对各次发射对应的超声回波信号进行波束合成处理,得到多个波束合成的超声回波信号;以及
对所述多个波束合成的超声回波信号进行复合,得到复合的超声回波信号。
45.根据权利要求34或44所述的方法,其特征在于,在所述多次发射的超声波束的重合的声场能量范围内,各次发射对应的接收线的位置至多部分重合。
46.根据权利要求45所述的方法,其特征在于,进行复合的位置包括所述重合的声场能量范围内接收线的非重合位置,所述非重合位置为多次发射对应的部分接收线重合的位置或多次发射对应的单个接收线的位置;
所述对多次发射的所述接收线的超声回波信号进行复合,包括:
根据所述多次发射的一次或多次发射对应的超声回波信号进行第一插值计算,得到非重合位置的插值回波信号;以及
基于所述非重合位置的插值回波信号和非重合位置的接收线的超声回波信号进行复合,得到第一复合的超声回波信号。
47.根据权利要求46所述的方法,其特征在于,所述根据所述多次发射的一次或多次发射对应的超声回波信号进行第一插值计算,包括:
对所述多次发射的一次或多次发射对应的超声回波信号进行信号处理,得到带相位信息的超声回波信号,并基于所述带相位信息的超声回波信号进行第一插值计算。
48.根据权利要求46所述的方法,其特征在于,进行复合的位置包括所述重合的声场能量范围内的非接收线位置,所述非接收线位置为非位于多次发射对应的任一接收线的位置;
所述对多次发射的所述接收线的超声回波信号进行复合,包括:
根据所述多次发射的每次发射对应的超声回波信号进行第二插值计算,得到非接收线位置的多个插值回波信号;以及
基于所述非接收线位置的多个插值回波信号进行复合,得到第二复合的超声回波信号。
49.根据权利要求48所述的方法,其特征在于,所述根据所述多次发射的每次发射对应的超声回波信号进行第二插值计算,包括:
对所述多次发射的每次发射对应的超声回波信号进行信号处理,得到带相位信息的超声回波信号,并基于所述带相位信息的超声回波信号进行第二插值计算。
50.根据权利要求47或49所述的方法,其特征在于,所述信号处理包括以下的一个或多个处理环节:波束合成和正交解调。
51.根据权利要求48所述的方法,其特征在于,进行复合的位置还包括所述重合的声场能量范围内接收线的重合位置;
所述对多次发射的所述接收线的超声回波信号进行复合,还包括:
根据所述重合位置的接收线的超声回波信号进行复合,得到第三复合的超声回波信号。
52.根据权利要求51所述的方法,其特征在于,所述对所述复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像,包括:
对所述第一复合的超声回波信号和所述第三复合的超声回波信号进行处理,或者对所述第二复合的超声回波信号和所述第三复合的超声回波信号进行处理,或者对所述第一复合的超声回波信号、第二复合的超声回波信号和所述第三复合的超声回波信号进行处理,得到所述超声图像。
53.根据权利要求44所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述复合的超声回波信号进行第三插值计算,得到所述重合的声场能量范围内非复合位置的超声回波数据;以及
对所述复合的超声回波信号和所述非复合位置的超声回波数据进行处理,得到所述超声图像。
54.一种超声成像方法,其特征在于,所述方法包括:
向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描;
接收所述超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
确定多次超声扫描中每次超声扫描时所述超声波束的声场能量范围内的接收线,沿着所述声场能量范围的深度方向,从焦区到远场所述线密度由大变小,其中,所述声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,所述第一子段的接收线为直线接收线,所述第二子段的接收线为曲线或者包括若干个接收段;
对每次超声扫描的所述接收线的所述超声回波信号进行复合,得到复合后的超声回波信号;以及
对所述复合后的超声回波信号进行处理,得到超声图像。
55.一种超声成像方法,其特征在于,所述方法包括:
向目标对象的感兴趣区域发射超声波束,执行多次超声扫描;
接收所述超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
确定多次超声扫描中每次超声扫描时所述超声波束的声场能量范围内的接收线,沿着所述声场能量范围的深度方向,从焦区到远场所述线密度由大变小,其中,所述声场能量范围沿其深度方向划分为至少第一子段和第二子段,所述第一子段的接收线沿所述深度方向具有一致的线密度,所述第二子段的接收线在所述深度方向上具有变化的线密度;
根据每次超声扫描的所述接收线对所述超声回波信号进行波束合成处理,得到多个波束合成的超声回波信号;以及
对所述多个波束合成的超声回波信号进行复合,得到复合的超声回波信号,并据此得到超声图像。
56.根据权利要求54或55所述的方法,其特征在于,所述每次超声扫描的超声波束的发射扫描线与发射超声波束的阵元的排列平面垂直;
所述第一子段对应声场能量范围的近场,所述近场的接收线具有一致的线密度;所述第二子段对应声场能量范围的焦区和远场,所述焦区的接收线的线密度大于所述远场的接收线的线密度。
57.根据权利要求56所述的方法,其特征在于,在所述声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于在所述声场能量范围的近场处的接收线的线密度。
58.根据权利要求54或55所述的方法,其特征在于,所述多次超声扫描的所述超声波束包括位于发射所述超声波束的阵元的排列平面上的同一波束起点,或所述多次超声扫描的所述超声波束包括位于发射所述超声波束的阵元的排列平面上的多个波束起点,且自所述多个波束起点发出的超声波束的发射扫描线的反向延长线在排列平面后方相交于一点;
所述第一子段对应声场能量范围的远场,所述远场的接收线具有一致的线密度;所述第二子段对应声场能量范围的近场和焦区,所述焦区的接收线的线密度大于所述近场的接收线的线密度。
59.根据权利要求58所述的方法,其特征在于,在所述声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于在所述声场能量范围的远场处的接收线的线密度。
60.根据权利要求58所述的方法,其特征在于,沿着所述声场能量范围的深度方向,从近场到焦区所述线密度由小变大。
61.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,所述第二子段的接收线包括所述深度方向上离散的若干接收段。
62.根据权利要求61所述的方法,其特征在于,所述确定所述超声波束的声场能量范围内的接收线,包括:
将所述第二子段的声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,每个深度段中包括多个接收段,并且,每一个深度段所在的声场能量范围的宽度与所述深度段中相邻两个接收段之间的间隔正相关。
63.根据权利要求62所述的方法,其特征在于,所述将所述声场能量范围沿着深度方向划分为多个深度段,包括:
将所述深度方向上声场能量范围的宽度相差不大于预设阈值的声场能量范围划分为同一深度段。
64.根据权利要求62或63所述的方法,其特征在于,不同深度段所包含的接收段的数量相等;或者,不同深度段所包含的接收段的数量之差小于阈值。
65.根据权利要求62所述的方法,其特征在于,一个深度段内的每两个相邻接收段之间的间隔都相等。
66.一种超声成像系统,其特征在于,包括:
超声探头;
发射/接收控制电路,用于激励所述超声探头向目标对象的感兴趣区域发射超声波束以执行超声扫描,并接收所述超声波束的超声回波,得到超声回波信号;
处理器,用于:
确定一次超声扫描的所述超声波束的声场能量范围内的接收线,其中,在所述声场能量范围的焦区处的接收线的线密度大于在所述声场能量范围的近场处的接收线的线密度,且所述焦区处的接收线的线密度大于在所述声场能量范围的远场处的接收线的线密度,沿着所述声场能量范围的深度方向,从近场到焦区所述线密度由小变大,从焦区到远场所述线密度由大变小;
存储器,用于存储所述处理器执行的程序;
根据所述接收线对所述超声回波信号进行处理,得到超声图像。
67.一种超声成像系统,其特征在于,包括:
超声探头;
发射/接收控制电路,用于激励所述超声探头向目标对象的感兴趣区域发射多次超声波束,并接收所述多次超声波束的超声回波,得到多个超声回波信号;
处理器,用于执行权利要求34至53中任一项所述的方法;
存储器,用于存储所述处理器执行的程序。
68.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被计算机或处理器执行时实现权利要求1至65中任一项所述方法的步骤。
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---|---|
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WO (2) | WO2021128010A1 (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101396288A (zh) * | 2007-09-26 | 2009-04-01 | 株式会社东芝 | 超声波诊断装置和医用图像显示装置 |
CN106108941A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-11-16 | 杭州融超科技有限公司 | 一种超声图像区域质量增强装置及方法 |
CN106469461A (zh) * | 2015-08-20 | 2017-03-01 | 美国西门子医疗解决公司 | 视图方向自适应体积超声成像 |
CN109069115A (zh) * | 2017-06-06 | 2018-12-21 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种在超声扫描中成像的方法、装置及系统 |
CN109316201A (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 柯尼卡美能达株式会社 | 超声波诊断装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101055577B1 (ko) * | 2007-11-23 | 2011-08-23 | 삼성메디슨 주식회사 | 초음파 시스템 |
CN102058417B (zh) * | 2010-12-31 | 2013-03-06 | 飞依诺科技(苏州)有限公司 | 超声图像中线密度控制方法 |
US9445786B2 (en) * | 2011-11-02 | 2016-09-20 | Seno Medical Instruments, Inc. | Interframe energy normalization in an optoacoustic imaging system |
CN106821416A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-13 | 飞依诺科技(苏州)有限公司 | 一种扫描线密度调节方法及装置 |
US20190053790A1 (en) * | 2017-08-17 | 2019-02-21 | Contraline, Inc. | Systems and methods for automated image recognition of implants and compositions with long-lasting echogenicity |
-
2019
- 2019-12-24 WO PCT/CN2019/128008 patent/WO2021128010A1/zh active Application Filing
- 2019-12-24 CN CN201980101708.7A patent/CN114599292B/zh active Active
-
2020
- 2020-12-24 WO PCT/CN2020/139056 patent/WO2021129746A1/zh active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101396288A (zh) * | 2007-09-26 | 2009-04-01 | 株式会社东芝 | 超声波诊断装置和医用图像显示装置 |
CN106469461A (zh) * | 2015-08-20 | 2017-03-01 | 美国西门子医疗解决公司 | 视图方向自适应体积超声成像 |
CN106108941A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-11-16 | 杭州融超科技有限公司 | 一种超声图像区域质量增强装置及方法 |
CN109069115A (zh) * | 2017-06-06 | 2018-12-21 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种在超声扫描中成像的方法、装置及系统 |
CN109316201A (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 柯尼卡美能达株式会社 | 超声波诊断装置 |
Also Published As
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