CN115068001B - 一种超声成像波束合成方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明属于超声成像技术领域,提供了一种超声成像波束合成方法、装置、电子设备及介质。本发明的方法包括:根据导管参数、超声换能器参数以及预设的扫查控制参数,获取导管聚焦延时和成像部位聚焦延时;超声换能器封装在导管内,由超声换能器发射或接收的超声波束都在经由导管后进行聚焦;基于导管聚焦延时和成像部位聚焦延时,分别获取导管的延时量化值和成像部位的延时量化值,生成合成波束信号以及超声成像的延时值;延时值由导管的延时量化值和成像部位的延时量化值确定。本发明在充分考虑导管聚焦延时在超声成像中的影响后,可降低延时叠加的误差,完善了波束合成的整个步骤,提高了超声图像的质量和对比度。
Description
技术领域
本发明涉及超声成像技术领域,具体涉及一种超声成像波束合成方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
传统的超声系统成像技术主要是延时叠加算法(Delay And Sum, DAS),延时叠加波束形成是超声成像中最传统、最简单也是应用最广泛的成像方法,它包括发射聚焦和接收聚焦两种方式。由于成像过程实际就是对成像区域逐点聚焦,所以一帧完整的图像需要进行至少上万次的聚焦才能完成。其主要原理是将阵元通道所接收到的反射回波经过延时处理然后再相加起来获得最终输出。而导管成像是超声成像的一种方法,适用于心腔及外周血管介入手术等术式中,基于导管可实现聚焦精度的调节,使波束更容易聚焦在所需聚焦的成像部位上。但现有的超声成像方法都忽略了导管在延时叠加过程中带来的影响。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种超声成像波束合成方法、装置、电子设备及介质,以解决现有技术在超声成像直接基于超声换能器和成像部位进行成像,忽略了导管带来的延时影响的问题。
第一方面,本发明提供的一种超声成像波束合成方法,包括:
根据导管参数、超声换能器参数以及预设的扫查控制参数,获取导管聚焦延时和成像部位聚焦延时;所述超声换能器封装在导管内,由所述超声换能器发射或接收的超声波束都在经由导管后进行聚焦;
基于所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时,分别获取导管的延时量化值和成像部位的延时量化值,生成合成波束信号以及超声成像的延时值;所述延时值由所述导管的延时量化值和所述成像部位的延时量化值确定。
由上述技术方案可知,本发明提供的一种超声成像波束合成方法,在充分考虑导管聚焦延时在超声成像中的影响后,可降低延时叠加的误差,完善了波束合成的整个步骤,进一步提高了超声图像的质量和图像的分辨率,增加了图像的对比度。
可选地,所述合成波束信号由如下公式确定,
接收延时和发射延时由所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时确定。
第二方面,本发明提供的超声成像波束合成装置,包括:
第一计算模块,用于根据导管参数、超声换能器参数以及预设的扫查控制参数,获取导管聚焦延时和成像部位聚焦延时;所述超声换能器封装在导管内,由所述超声换能器发射或接收的超声波束都在经由导管后进行聚焦;
第二计算模块,用于基于所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时,分别获取导管的延时量化值和成像部位的延时量化值,生成合成波束信号以及超声成像的延时值;所述延时值由所述导管的延时量化值和所述成像部位的延时量化值确定。
可选地,所述第二计算模块中,所述合成波束信号由如下公式确定,
接收延时和发射延时由所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时确定。
第三方面,本发明一实施例提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其中,处理器执行计算机程序时实现上述任一种方法的步骤。
第四方面,本发明一实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,该计算机程序指令被处理器执行时实现上述任一种方法的步骤。
采用上述技术方案,本申请具有如下有益效果:
本发明提出了一种超声成像波束合成方法,将导管在成像过程中的延时影响充分考虑在成像的结果中,以提高成像的精度,从而降低了延时叠加的误差,完善了波束合成的整个步骤,进一步提高了超声图像的质量和图像的分辨率,增加了图像的对比度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了本发明实施例提供的超声成像的流程图;
图2示出了本发明实施例所提供的超声换能器和导管的结构示意图;
图3示出了本发明实施例提供的一种超声成像波束合成方法的流程图;
图4示出了本发明实施例提供的一种超声成像波束合成方法的示意图;
图5A示出了现有技术在不考虑导管延时影响时的成像示意图;
图5B示出了本发明实施例提供的一种超声成像波束合成方法的成像示意图;
图6示出了本发明实施例提供的一种超声成像波束合成装置的结构框图;
图7示出了本发明实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只是作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在应用超声波进行诊断时,首先要解决的是如何发射和接收超声波,目前医学上通过使用超声波换能器来解决这个问题。如图1所示,在对应成像部位进行超声成像时,超声换能器完成发射和接收波束的作用,在获取到对应波束在进行波束合成,以形成对应图像。如图2所示的封装有超声换能器的导管结构,已被临床应用在心脏及外周血管介入手术等术式中,基于导管可实现聚焦精度的调节,使波束更容易聚焦在所需聚焦的成像部位上。而在广泛的临床应用中,现有超声成像时,都是只考虑超声换能器和对应成像部位之间的关系,虽使波束更聚焦于需求部位,但往往忽略了导管在之中所存在的延时影响。基于此,本发明提出了一种超声成像波束合成方法、装置、电子设备及介质,将导管在成像过程中的延时影响充分考虑在成像的结果中,以提高成像的精度。
图3示出了本发明实施例提供的一种超声成像波束合成方法的流程图。如图3所示,本发明实施例提供的一种超声成像波束合成方法,包括:
根据导管参数、超声换能器参数以及预设的扫查控制参数,获取导管聚焦延时和成像部位聚焦延时;超声换能器封装在导管内,由超声换能器发射或接收的超声波束都在经由导管后进行聚焦;
基于导管聚焦延时和成像部位聚焦延时,分别获取导管的延时值和成像部位的延时量化值,生成合成波束信号以及超声成像的延时值;延时值由导管的延时值和成像部位的延时值确定。
以图4为例,波束在对应成像部位经由导管实现聚焦的过程中,假定一坐标原点,本实施例基于图4中所示的导管贴近成像部位的某一点为坐标原点(0,0),则可以确定任一成像点的坐标为,已知导管的厚度为d,波束在导管内的产生的夹角为,故波束在导管内的运动距离为,则导管内的聚焦延时则为,为声波在导管内的传播速度。
可选地,导管的延时值基于导管聚焦延时和波束合成的采样率确定,导管的延时量化值,其中为波束合成的采样率。成像部位的聚焦延时是根据成像部位的声波传播速度、导管厚度d、成像点和焦点的坐标和聚焦的距离F确定;成像部位的聚焦延时根据如下公式确定:
接收延时和发射延时由所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时确定。
参见图5A和图5B,本实施例在充分考虑导管聚焦延时在超声成像中的影响后,可降低延时叠加的误差,完善了波束合成的整个步骤,进一步提高了超声图像的质量和图像的分辨率,增加了图像的对比度。
在一个实施例中,参见图6,提供了一种超声成像波束合成装置,包括:
第一计算模块301,用于根据导管参数、超声换能器参数以及预设的扫查控制参数,获取导管聚焦延时和成像部位聚焦延时;所述超声换能器封装在导管内,由所述超声换能器发射或接收的超声波束都在经由导管后进行聚焦;
第二计算模块302,用于基于所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时,分别获取导管的延时量化值和成像部位的延时量化值,生成合成波束信号以及超声成像的延时值;所述延时值由所述导管的延时量化值和所述成像部位的延时量化值确定。
可选地,所述第二计算模块中,所述合成波束信号由如下公式确定,
接收延时和发射延时由所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时确定。
本申请实施例提供的超声成像波束合成装置30与上述超声成像波束合成方法采用了相同的发明构思,能够取得相同的有益效果,在此不再赘述。
基于与上述超声成像波束合成方法相同的发明构思,本申请实施例还提供了一种电子设备40,如图7所示,该电子设备40可以包括处理器401和存储器402。
处理器401可以是通用处理器,例如中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件,可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器可以包括至少一种类型的存储介质,例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(Random Access Memory,RAM)、静态随机访问存储器(Static Random Access Memory,SRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory,PROM)、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、带电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。本发明实施例中的存储器402还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置,用于存储程序指令和/或数据。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,用于储存为上述电子设备所用的计算机程序指令,其包含用于执行上述页面播报的控制方法的程序。
上述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备,包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等。
以上,以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍,但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法,不应理解为对本发明实施例的限制。本技术领域的技术人员可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种超声成像波束合成方法,其特征在于,包括:
根据导管参数、超声换能器参数以及预设的扫查控制参数,获取导管聚焦延时和成像部位聚焦延时;所述超声换能器封装在导管内,由所述超声换能器发射或接收的超声波束都在经由导管后进行聚焦;
基于所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时,分别获取导管的延时量化值和成像部位的延时量化值,生成合成波束信号以及超声成像的延时值;所述延时值由所述导管的延时量化值和所述成像部位的延时量化值确定;
所述合成波束信号由如下公式确定,
接收延时和发射延时由所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时确定;
2.一种超声成像波束合成装置,其特征在于,包括:
第一计算模块,用于根据导管参数、超声换能器参数以及预设的扫查控制参数,获取导管聚焦延时和成像部位聚焦延时;所述超声换能器封装在导管内,由所述超声换能器发射或接收的超声波束都在经由导管后进行聚焦;
第二计算模块,用于基于所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时,分别获取导管的延时量化值和成像部位的延时量化值,生成合成波束信号以及超声成像的延时值;所述延时值由所述导管的延时量化值和所述成像部位的延时量化值确定;
所述合成波束信号由如下公式确定,
接收延时和发射延时由所述导管聚焦延时和所述成像部位聚焦延时确定;
3.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述方法的步骤。
4.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于,该计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1所述方法的步骤。
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