CN1734286B - 利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法和设备，本发明公开了一种用于利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法和设备。通过对于空间合成的图像的每一帧应用不同的孔径控制，所述方法和设备能够改善所有帧的图像质量。发射和接收孔径控制中的一个或二者可以包括：阻止换能器阵列中的某个元件进行发射或接收，针对每一帧计算加权变迹以将其和标准变迹相组合，或者针对每一帧根据换能器阵列的F数来确定孔径尺寸。

Description

利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法和设备
技术领域
本发明通常涉及超声成像。更特别地，本发明涉及一种利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法和设备。
背景技术
空间合成是一种先进的超声成像技术。在空间合成中，在不同方向上发射和接收超声束。这些方向可以包括直线方向(如在传统超声成像中通常执行的那样)和可以在图像平面中朝向直线方向的任意一侧的偏转(steered)方向。来自每一个方向的图像(也就是帧)在配准后被不相干地求和，以形成合成的图像。空间合成技术具有若干优点，包括：减小散斑、增强边界和提高对比度分辨率。
不过，这种技术的一个缺点是偏转帧的图像质量通常比直线帧的图像质量差。因为偏转帧和直线帧使用基本相同的权重被一起求和，所以偏转帧中较差的图像质量导致合成图像的分辨率下降。
偏转帧的较差的图像质量部分是由于换能器元件的方向性。为了表示方向性的特征，定义了方向角。元件的方向角至少部分地基于与元件表面垂直的方向和超声束传播路径之间的夹角。在和元件表面垂直的方向上，换能器元件能够发射最大声压，并且能够最有效地接收声信号。当射束传播路径被偏转时，该发射和接收效率将迅速减小。对于固定孔径，与直线束相比，边缘处的元件对于偏转束可以具有明显更大的方向角。因此，对于固定孔径，射束被偏转时的信噪比要低于射束是直线时的信噪比。
栅瓣(grating lobe)伪像是偏转束的另一个问题。栅瓣是由于元件节距小于半波长所引起的云状伪像。当射束被偏转时，也就是当元件具有更大方向角时，这些伪像明显加重。
在空间合成中，通常对直线帧和偏转帧应用相同的发射、接收孔径和变迹(apodization)。但是，对于对比度分辨率来说，这不是最佳的。例如，在直线帧中提供最优空间分辨率的孔径设置可能在某些偏转帧中导致过多的栅瓣和噪声。另一方面，在偏转帧中针对栅瓣和噪声抑制的最优的孔径设置可能在直线帧中导致较差的空间分辨率。
因此，需要一种利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法和设备。通过对于空间合成的图像的每一帧上应用不同的孔径控制，这种方法和设备能够改善所有帧的图像质量。
发明内容
本发明提供一种用于利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法。该方法包括：为超声换能器阵列的元件确定两个方向角，阻止元件发射和/或接收，和组合至少两帧以形成空间合成的图像。两个方向角和空间合成的图像的两帧对应。如果对应于一帧的元件的方向角超出了阈值角，则将阻止该元件针对该帧进行发射和/或接收。
本发明也提供了一种用于使用加权变迹来进行超声空间合成成像的方法。该方法包括：为超声换能器阵列的元件确定两个方向角，计算两个超声信号加权变迹，将每一个加权变迹和标准变迹合并以创建最终变迹，将每一个最终变迹应用到超声信号，和组合至少两帧以形成空间合成的图像。两个方向角和空间合成的图像的两帧对应。加权变迹和最终变迹也和该图像的两帧对应。
本发明也提供一种用于利用涉及F数的可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法。这种方法包括：为换能器阵列确定两个F数，为换能器阵列确定两个孔径尺寸，至少创建两帧，和至少将所述两帧组合以形成空间合成的图像。两个F数和图像的两帧对应。两个孔径尺寸和图像的两帧对应，并且至少部分地基于这两个F数。通过使用至少所述两个孔径尺寸来创建这两帧。
本发明也提供了用于利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的设备。这种设备包括换能器阵列、孔径方向角处理器、孔径元件控制和合成处理器。换能器阵列包括至少一个元件，该元件能够为空间合成的图像中的一帧或多帧发射和/或接收超声束。针对图像的至少两帧中的每一帧，孔径方向角处理器为阵列的至少一个元件确定方向角。如果针对上述帧的上述元件的方向角超出了阈值，则孔径元件控制阻止该元件发射和/或接收对应于该帧的超声束。合成处理器组合至少两帧以形成空间合成的图像。
本发明也提供了利用使用了加权变迹的可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的设备。这种设备包括换能器阵列、孔径方向角处理器、孔径变迹计算处理器、孔径变迹合并处理器、孔径变迹应用处理器和合成处理器。换能器阵列包括至少一个元件，该元件能够发射和/或接收针对空间合成的图像中的一帧或多帧的超声束。针对图像的至少两帧中的每一帧，孔径方向角处理器为阵列的至少一个元件确定方向角。孔径变迹计算处理器计算两个超声信号加权变迹，每一个至少部分基于各自的方向角。孔径变迹合并处理器将每一个加权变迹和标准信号变迹合并以针对每一帧创建最终变迹。孔径变迹应用处理器将该最终变迹应用到在至少一帧期间发射和/或接收的超声信号。合成处理器组合至少两帧以形成空间合成的图像。
本发明也提供了用于利用涉及F数的可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的设备。这种设备包括换能器阵列、孔径F数处理器、孔径尺寸处理器和合成处理器。换能器阵列包括至少一个元件，该元件能够发射和/或接收针对空间合成的图像中的一帧或多帧的超声束。孔径F数处理器为该阵列确定和该图像的至少两帧对应的至少两个F数。孔径尺寸处理器至少部分地基于对应的F数为相应帧确定换能器阵列的孔径尺寸。合成处理器组合至少两帧以形成空间合成的图像。
附图说明
图1说明了根据本发明一个实施例使用的超声成像系统的逻辑部件图。
图2说明了根据本发明一个实施例使用的超声成像系统的换能器。
图3说明了根据本发明一个实施例的用于利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法的流程图。
图4说明了根据本发明一个实施例的用于利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法的流程图。
图5说明了根据本发明一个实施例的利用使用了加权变迹的可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法的流程图。
图6说明了根据本发明一个实施例的用于利用涉及F数的可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法的流程图。
图7说明了根据本发明一个实施例使用的超声成像系统的逻辑部件图。
图8说明了根据本发明一个实施例使用的与帧相关的发射孔径控制的逻辑部件图。
图9说明了根据本发明一个实施例使用的与帧相关的接收孔径控制的逻辑部件图。
图10说明了根据本发明另一个实施例使用的与帧相关的发射孔径控制的逻辑部件图。
图11说明了根据本发明另一个实施例使用的与帧相关的接收孔径控制的逻辑部件图。
图12说明了根据本发明另一个实施例使用的与帧相关的发射孔径控制的逻辑部件图。
图13说明了根据本发明另一个实施例使用的与帧相关的接收孔径控制的逻辑部件图。
结合附图阅读时将更好地理解前面的概述以及后面本发明某些实施例的详细描述。为了说明本发明，某些实施例被显示在附图中。但是应当理解，本发明不受附图中所示结构和手段的限制。
具体实施方式
图1说明了根据本发明一个实施例使用的超声成像系统100的逻辑部件图。超声成像系统100包括超声换能器110、换能器控制器130和显示器140。超声换能器110包括换能器元件121的阵列120。
超声换能器110和换能器控制器130进行通信。换能器控制器130和显示器140进行通信。超声换能器110和阵列120中的一个或多个元件121进行通信。
换能器控制器130可以包括任何能够和换能器110进行数字和/或模拟通信的处理器。例如，换能器控制器130可以包括具有内嵌软件的微处理器。作为另一个实例，换能器控制器130可以完全由硬件实现，完全由在计算机或微处理器中运行的软件实现，或由软硬件的某种组合实现。
换能器控制器130也可以包括具有输入装置的计算机，用于由系统100的用户输入成像规范或其它信息。例如，输入的成像规范可以包括超声束的一个或多个偏转角、焦距或焦点、频率、阈值角或F数。例如，用户能够输入10度的偏转角、10cm的焦距、3MHz的频率、30度的阈值角和值为2的F数。此外，换能器控制器130可以具有图像处理的能力。
在操作中，超声成像规范在换能器控制器130和超声换能器110之间传送。例如，超声成像规范能够以数字或模拟信号的形式进行传送。超声成像规范可以包括针对阵列120中的一个或多个元件121的所发射的超声束的偏转角、焦距、发射波形、频率、发射指示符和接收指示符中的一个或多个。例如，发射指示符可以包括令一个或多个元件121发射超声波形的指示。同样，接收指示符例如可以包括令一个或多个元件121接收超声波形的指示。
此外，超声发射孔径尺寸可以从换能器控制器130传送到换能器110。同样，超声接收孔径尺寸可以从换能器控制器130传送到换能器110。发射和接收孔径尺寸表示阵列120的哪些元件121将被分别用于发射和接收超声束。例如，第一孔径尺寸可以包括阵列120的所有元件121的80％，而第二孔径尺寸可以包括阵列120的所有元件121的60％。
接收到的超声信号可以在换能器110和换能器控制器130之间传送。接收到的超声信号可以基于一个或多个超声束的至少一个强度，所述超声束在阵列120中的一个或多个元件121处被接收或由阵列120中的一个或多个元件121测量。
换能器控制器130也可以和显示器140通信。从换能器阵列120的一个或多个元件121中接收到的超声信号能够被换能器控制器130使用来产生空间合成的图像的帧。通过对两帧或多帧的组合，换能器控制器130形成了空间合成的图像。一个或多个单独帧和/或空间合成的图像可以从换能器控制器130传送到显示器140。
在本发明的另一个实施例中，换能器控制器130可以和诸如硬盘驱动器、磁带驱动器或光驱这样的数据存储介质(未示出)通信或包括这些数据存储介质。在这种结构中，一个或多个单独帧和/或空间合成的图像信息可以由所述数据存储介质存储，用于之后的显示或处理。
在本发明的另一个实施例中，换能器控制器130可以和网络接口控制器(未示出)通信或包括网络接口控制器，以便在诸如以太网、异步传输模式(ATM)、或其它电、光或无线联网介质之类的网络上通信。在这种实施例中，一个或多个单独帧和/或空间合成的图像信息可以被发送到网络上的另一个装置，用于存储、处理、显示或其它用途。
图2显示了根据本发明一个实施例使用的超声成像系统100的换能器110。特别是，第一元件221被示出以说明某些概念。元件221与换能器110的换能器元件阵列120中的任一个元件121类似。
在操作中，换能器110指示阵列120的一个或多个元件121来发射和/或接收一个或多个超声束。例如，超声束可以是直线束230或偏转束240。直线束230可以是通常沿换能器110的主轴方向发射的超声束。偏转束240可以是在和直线束230不同的方向上发射的超声束。例如，偏转束240具有偏离直线束230的传播路径10度的传播路径。
一个或多个元件121向焦点发射一个或多个超声束。例如，源自元件221的直线束230可以具有和偏转束240的焦点241不同的焦点231。通常，焦点231、241位于超声图像中的感兴趣点上。
元件221的方向角可以基于至少一个角度，该角度就是在与元件221的发射或接收表面垂直的方向和由元件221发射或接收的超声束的传播路径之间形成的夹角。例如，传播路径能够包括元件221和超声束的焦点之间的路径。例如，对于具有焦点231的直线超声束230，方向角261包括方向250(表示和元件221垂直的方向)和路径251之间的夹角，所述路径251位于元件221和焦点231之间。在另一个实例中，对于具有焦点241的偏转超声束240，方向角262包括方向250和路径252之间的夹角，所述路径252位于元件221和焦点241之间。在空间合成的图像的两帧中，单个元件221的各方向角可以不同。
图7说明了根据本发明一个实施例使用的超声成像系统100的逻辑部件图。如图8所示，换能器控制器130包括扫描控制810、与帧相关的发射孔径控制820、发射射束形成处理器830、与帧相关的接收孔径控制850、接收射束形成处理器860和合成处理器870。
扫描控制810和与帧相关的发射孔径控制820以及与帧相关的接收孔径控制850进行通信。与帧相关的发射孔径控制820和发射射束形成处理器830进行通信。发射射束形成处理器830和换能器110进行通信。换能器110和接收射束形成处理器860进行通信。与帧相关的接收孔径控制850也和接收射束形成处理器860进行通信。接收射束形成处理器860和合成处理器870进行通信。合成处理器870能够和显示器140进行通信。
在操作中，另参考图2，扫描控制810为空间合成的图像的一帧或多帧确定一个或多个超声束的方向。例如，超声束可以是直线束230或偏转束240。扫描控制810可以将超声束信息传送给与帧相关的发射和接收孔径控制820、850中的至少一个。例如，超声束信息可以包括换能器阵列120中要被使用的元件121和/或超声束的偏转角。
如下所述，在本发明的一个或多个实施例中，与帧相关的发射和接收孔径控制820、850能够执行多种操作。通常，与帧相关的发射和接收孔径控制820、850能够包括一个或多个处理器。孔径控制820、850可以针对由换能器110发射和/或接收到的一个或多个超声束为换能器110提供不同的孔径尺寸和/或变迹(如下所述)。这些处理器可以用软件或硬件实现，并可以作为被集成到一个或多个应用程序和/或装置中的单独的应用程序和/或装置而存在。
发射射束形成处理器830产生被传送给阵列120中的一个或多个元件121的信号。例如，所述信号可以包括换能器110的发射孔径尺寸和/或针对一个或多个元件121的超声束方向角。如上所述，至少基于这些信号，换能器110发射超声束。
如上所述，换能器110也能够接收超声束。一旦换能器110已接收到一个或多个超声束，换能器110就将一个或多个图像信号传送给接收射束形成处理器860。例如，图像信号能够包括基于至少一个或多个接收到的超声束的数据。例如，接收射束形成处理器860可组合多个图像信号以形成射束。
在接收图像信号之后，接收射束形成处理器860组合多个信号以形成射束。例如，通常可以形成一百个或更多个平行束。然后，射束形成处理器860将这些射束传送给合成处理器870。
合成处理器870至少根据由接收射束形成处理器860传送给它的射束来产生空间合成的图像。然后，该空间合成的图像可以被传送给显示器140。显示器140能够向用户可视化地显示空间合成的图像。
图8说明了根据本发明一个实施例使用的与帧相关的发射孔径控制820的逻辑部件图。该与帧相关的发射孔径控制820可以包括孔径方向角处理器920和孔径元件控制处理器930。
扫描控制810和孔径方向角处理器920进行通信。孔径方向角处理器920和孔径元件控制处理器930进行通信。孔径元件控制处理器930和发射射束形成处理器830进行通信。
在操作中，孔径方向角处理器920针对空间合成的图像的帧计算元件(诸如元件221)的方向角。如上所述，该方向角能够至少基于从扫描控制810中传送的超声束信息。该方向角被传送给孔径元件控制处理器930。
孔径控制处理器930接收方向角，并将该角度和一个或多个阈值角作比较。如果孔径元件控制处理器930确定该方向角超出阈值角，那么可以阻止诸如221这样的元件进行针对该帧的发射。例如，通过指示换能器110使元件断电或阻止元件221发射超声束，孔径元件控制处理器930可以阻止元件进行发射。
阈值角可以用多种方式规定，例如，通过用户输入或软件协议来规定。此外，至少根据超声换能器110的使用，阈值角可以被自动确定。例如，至少根据超声束的频率和/或焦深可以确定阈值角。例如，阈值角可以是0.5弧度或30度。
图9说明了根据本发明一个实施例使用的与帧相关的接收孔径控制850的逻辑部件图。与帧相关的接收孔径控制850可以包括孔径方向角处理器1020和孔径元件控制处理器1030。
扫描控制810和孔径方向角处理器1020进行通信。孔径方向角处理器1020和孔径元件控制处理器1030进行通信。孔径元件控制处理器1030和接收射束形成处理器860进行通信。
在操作中，孔径方向角处理器1020针对空间合成的图像的帧计算元件(诸如元件221)的接收方向角。该接收方向角被传送给孔径元件控制处理器1030。
然后，孔径元件控制处理器1030将接收方向角和一个或多个阈值角进行比较。如果孔径元件控制处理器1030确定接收方向角超出了阈值角，那么可以阻止诸如221这样的元件进行针对该帧的接收。例如，通过使元件断电或忽略由元件提供的数据，孔径元件控制处理器1030可以阻止元件进行接收。
图10说明了根据本发明另一个实施例使用的与帧相关的发射孔径控制820的逻辑部件图。与帧相关的发射孔径控制820可以包括孔径方向角处理器1120、孔径变迹计算处理器1130、孔径变迹合并处理器1140和孔径变迹应用处理器1150。
扫描控制810和孔径方向角处理器1120进行通信。孔径方向角处理器1120和孔径变迹计算处理器1130进行通信。孔径变迹计算处理器1130和变迹合并处理器1140进行通信。孔径变迹合并处理器1140和孔径变迹应用处理器1150进行通信。孔径变迹应用处理器1150和发射射束形成处理器830进行通信。
在操作中，孔径方向角处理器1120针对空间合成的图像的帧计算元件(诸如元件221)的方向角。该方向角被传送给孔径变迹计算处理器1130。
孔径变迹计算处理器1130计算针对所发射的超声信号的加权变迹。该加权变迹可以至少基于从孔径方向角处理器1120中传送的方向角。孔径变迹计算处理器1130将加权变迹传送给孔径变迹合并处理器1140。
孔径变迹合并处理器1140能够将从孔径变迹计算处理器1130接收到的加权变迹和标准变迹组合，以创建最终变迹。标准变迹能够包括通常在发射和接收孔径中使用的变迹窗。标准变迹能够具有不同的图形形状，诸如高斯型、平坦型或哈明型。例如，最终变迹也可以是高斯变迹和基于接受角(acceptance angle)的变迹的组合或合并。最终变迹可以是不对称的。孔径变迹合并处理器1140将最终变迹传送给孔径变迹应用处理器1150。
孔径变迹应用处理器1150将最终变迹应用到被传送给发射射束形成处理器830的所发射的超声信号。在变迹被应用之前，孔径中的每一个元件能够被施加具有相同幅度的波形。在变迹被应用之后，孔径中各元件的波形幅度能够不相同。通常，幅度和/或加权在孔径中心处最大而在孔径边缘处最小。
图11说明了根据本发明另一个实施例使用的与帧相关的接收孔径控制850的逻辑部件图。与帧相关的接收孔径控制850可以包括孔径方向角处理器1220、孔径变迹计算处理器1230、孔径变迹合并处理器1240和孔径变迹应用处理器1250。
扫描控制810和孔径方向角处理器1220进行通信。孔径方向角处理器1220和孔径变迹计算处理器1230进行通信。孔径变迹计算处理器1230和变迹合并处理器1240进行通信。孔径变迹合并处理器1240和孔径变迹应用处理器1250进行通信。孔径变迹应用处理器1250和接收射束形成处理器860进行通信。
在操作中，孔径方向角处理器1220针对空间合成的图像的帧计算元件(诸如元件221)的接收方向角。该接收方向角被传送给孔径变迹计算处理器1230。
孔径变迹计算处理器1230针对接收到的超声信号计算加权变迹。加权变迹至少可以部分基于从孔径方向角处理器1220传送的方向角。孔径变迹计算处理器1230将加权变迹传送给孔径变迹合并处理器1240。
和上面描述的类似，孔径变迹合并处理器1240将从孔径变迹计算处理器1230接收到的加权变迹和标准变迹合并以创建最终变迹。标准变迹可以是高斯变迹。最终变迹可以是不对称的。孔径变迹合并处理器1240将最终变迹传送给孔径变迹应用处理器1250。
和上面描述的类似，孔径变迹应用处理器1250将最终变迹应用到所接收到的超声信号。空间合成的图像的帧至少基于将最终变迹应用到所接收到的超声信号。然后，该帧被传送给接收射束形成处理器860。
图12说明了根据本发明另一个实施例使用的与帧相关的发射孔径控制820的逻辑部件图。与帧相关的发射孔径控制820可以包括孔径F数处理器1320和孔径尺寸处理器1330。也可以存在孔径变迹处理器1340。
扫描控制810和孔径F数处理器1320进行通信。孔径F数处理器1320和孔径尺寸处理器1330进行通信。孔径尺寸处理器1330可以和孔径变迹处理器1340进行通信。孔径尺寸处理器1330可以和发射射束形成处理器830进行通信。孔径变迹处理器1340可以和发射射束形成处理器830进行通信。
在操作中，孔径F数处理器1320针对空间合成的图像的帧确定用于超声换能器110的阵列120的F数。F数能够包括焦深和孔径尺寸的比值。F数可以至少基于阈值接受角和对应于该帧的超声束的偏转角。孔径F数处理器1320将F数传送给孔径尺寸处理器1330。
孔径尺寸处理器1330至少基于F数来确定超声换能器的阵列120的孔径尺寸。该孔径尺寸涉及阵列120中用于发射超声束的元件121的数目。通过根据元件是否位于孔径尺寸内来将发射指示符传送给元件，孔径尺寸处理器1330可以阻止该元件进行发射。孔径尺寸可至少基于超声束的焦深。
孔径变迹处理器1340将标准变迹应用到所发射的超声信号。例如，标准变迹可以是高斯变迹或简单的平坦变迹。至少基于该变迹，具有适当幅度的发射波形能够被施加到孔径中的每一个元件上。
图13说明了根据本发明另一个实施例使用的与帧相关的接收孔径控制850的逻辑部件图。与帧相关的接收孔径控制850可以包括孔径F数处理器1420和孔径尺寸处理器1430。也可以存在孔径变迹处理器1440。
扫描控制810和孔径F数处理器1420进行通信。孔径F数处理器1420和孔径尺寸处理器1430进行通信。孔径尺寸处理器1430可以和孔径变迹处理器1440进行通信。孔径尺寸处理器1430可以和接收射束形成处理器860进行通信。孔径变迹处理器1440可以和接收射束形成处理器860进行通信。
在操作中，孔径F数处理器1420针对空间合成的图像的帧确定用于超声换能器110的阵列120的F数。孔径F数处理器1420将F数传送给孔径尺寸处理器1430。
孔径尺寸处理器1430至少基于该F数来确定超声换能器的阵列120的孔径尺寸。该孔径尺寸涉及阵列120中用于接收超声束的元件121的数目。通过根据元件是否位于孔径尺寸内来将接收指示符传送给元件，孔径尺寸处理器1430可以阻止该元件进行接收。孔径尺寸可以至少基于超声束的焦深。
孔径变迹处理器1340将标准变迹应用到所发射的超声信号。例如，标准变迹可以是高斯变迹或简单的平坦变迹。根据该变迹，具有适当幅度的发射波形被施加到孔径中的每一个元件上。
图3说明了根据本发明一个实施例的用于利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法400的流程图。如上所述，方法400包括配置换能器以发射和接收超声束的步骤410、使用换能器产生帧的步骤420和组合帧以形成空间合成的图像的步骤430。
在本发明的一个实施例中，首先执行步骤410，然后执行步骤420。这两个步骤至少被重复一次以产生至少两帧。然后，步骤430组合至少两帧以形成空间合成的图像。如下所述，根据本发明，步骤410和420可以按不同方式执行。
图4说明了根据本发明一个实施例的用于利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法500的流程图。如上所述，方法500包括确定方向角的步骤510、阻止元件针对帧进行发射和/或接收的步骤520和组合帧以形成空间合成的图像的步骤530。
在本发明的一个实施例中，首先执行步骤510，然后执行步骤520。这些步骤至少能够被再重复一次以产生至少两帧。然后，步骤530组合至少两帧以形成空间合成的图像。
在步骤510中，针对空间合成的图像的给定帧，确定换能器阵列中的至少一个元件的方向角。例如，对于超声换能器110的阵列120的元件221，可以确定包括261或262的方向角。
在步骤520中，如果针对所述帧的所述元件的方向角超出了阈值角，则将阻止该元件进行发射或接收。例如，如果方向角(例如262)超出了阈值角，则可以阻止阵列120的元件221进行发射或接收，或两者全被阻止。例如，通过使元件断电或禁止将信号传送给元件，可以阻止元件221进行发射。例如，通过使元件断电或忽略由元件提供的数据，可以阻止元件221进行接收。
在步骤530中，两帧或多帧能够被组合以形成空间合成的图像。例如，合成处理器870可以组合两个或多个从接收射束形成处理器860接收到的帧，以形成空间合成的图像。
通过针对每一帧确定每一个元件的方向角，并且阻止那些超出阈值角的元件进行发射或接收，所有帧的图像质量能够被提升。这能够进一步导致空间合成的图像的对比度分辨率得到改善。
图5说明了根据本发明一个实施例的利用使用了加权变迹的可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法600的流程图。方法600包括确定方向角的步骤610、至少根据方向角计算加权变迹的步骤620、将加权变迹和标准变迹合并的步骤630、将变迹应用到帧上的步骤640和组合帧以形成空间合成的图像的步骤650。
在本发明的一个实施例中，首先执行步骤610，然后执行步骤620，紧接着执行步骤630并然后执行步骤640。这些步骤至少能够被再重复一次以产生至少两帧。然后，步骤650组合至少两帧以形成空间合成的图像。
在步骤610中，针对空间合成的图像的给定帧，换能器阵列的至少一个元件的方向角被确定。例如，对于超声换能器110的阵列120的元件221，包括261或262的方向角可以被确定。
在步骤620中，根据方向角计算加权变迹。例如，包括261、262的方向角可以被用于计算加权变迹。作为另一个实例，方向角可以是由步骤610计算的一个方向角。
在步骤630中，将加权变迹和标准变迹合并以创建最终变迹。例如，在步骤620中计算的加权变迹可以和标准变迹合并。
在步骤640中，最终变迹被应用到帧上。例如，在步骤630中创建的最终变迹可以被应用到帧上。
在步骤650中，两帧或多帧能够被组合以形成空间合成的图像。例如，合成处理器870可以组合从接收射束形成处理器860中接收到的两帧或多帧以形成空间合成的图像。
通过对每一帧应用最终变迹，能够提高所有帧的图像质量。这能够使空间合成的图像的对比度分辨率得到改善。
图6说明了根据本发明一个实施例的用于利用涉及F数的可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法700的流程图。方法700包括确定帧的F数的步骤710、至少根据F数来确定孔径尺寸的步骤720、使用孔径尺寸创建帧的步骤730和组合帧以形成空间合成的图像的步骤740。
在本发明的一个实施例中，先执行步骤710，然后是步骤720，接着是步骤730。这些步骤至少被再重复一次以产生至少两帧。然后，步骤740组合至少两帧以形成空间合成的图像。
在步骤710中，对于空间合成的图像的给定帧确定F数。例如，使用方法700的用户可以确定F数。用户可以根据诸如分辨率、均匀度或栅瓣伪像的存在这样的图像质量因素来确定F数。F数也可以至少基于阈值接受角。例如，F数能够足够大，以致各个元件的大多数方向角小于阈值接受角。
在步骤720中，根据F数确定孔径尺寸。例如，孔径尺寸可基于在步骤710中确定的F数。
在步骤730中，使用该孔径尺寸来发射和接收超声束，以形成空间合成的图像的帧。孔径尺寸至少可以部分基于超声束的焦深。例如，使用在步骤720中确定的一个或多个孔径尺寸，空间合成的图像的帧可以被创建。标准变迹也可以被应用到在此步骤中创建的帧上。
在步骤740中，两帧或多帧能够被组合以形成空间合成的图像。例如，合成处理器870可以组合从接收射束形成处理器860中接收到的两帧或多帧以形成空间合成的图像。
通过确定每一帧的F数和孔径尺寸，能够提高所有帧的图像质量。这能够进一步使空间合成的图像的对比度分辨率得到改善。
尽管参考特定实施例对本发明进行了描述，但是本领城技术人员能够理解，在不背离本发明范围的情况下可以做出各种改变和等效替换。此外，在不背离本发明范围的情况下，可以做出多种修改以使特定情况或材料适于本发明的教导。因此，本发明不受所公开的特定实施例的限制，本发明将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的方法，所述方法包括：
确定换能器阵列元件的第一方向角和第二方向角，所述第一方向角对应于空间合成的图像的第一帧，所述第二方向角对应于所述空间合成的图像的第二帧；
当所述第一方向角超出阈值角时以及当所述第二方向角超出所述阈值角时，针对所述第一帧和所述第二帧中的至少一个，阻止所述元件发射和/或接收超声束；和
组合至少所述第一帧和第二帧以形成所述空间合成的图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一方向角包括所述超声束的第一传播路径和与所述元件的表面垂直的方向之间的夹角，以及所述第二方向角包括所述超声束的第二传播路径和所述方向之间的夹角。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述表面是所述元件的发射或接收表面。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一方向角和第二方向角不同。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值角基于所述超声束的发射和接收频率中的至少一个或多个。
6.一种用于利用可调节孔径控制来进行超声空间合成成像的设备，所述设备包括：
包括至少一个元件的换能器阵列，所述元件能够针对空间合成的图像中的第一帧和第二帧中的至少一个发射和/或接收超声束；
孔径方向角处理器，该处理器针对所述第一帧确定所述元件的第一方向角和针对所述第二帧确定所述元件的第二方向角；
孔径元件控制，当所述第一方向角超出阈值角时以及当所述第二方向角超出所述阈值角时，针对所述第一帧和所述第二帧中的至少一个，该孔径元件控制阻止所述元件发射和/或接收所述超声束；和
组合至少所述第一帧和第二帧以形成空间合成的图像的合成处理器。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述第一方向角包括所述超声束的第一传播路径和与所述元件的表面垂直的方向之间的夹角，以及所述第二方向角包括所述超声束的第二传播路径和所述方向之间的夹角。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述表面是所述元件的发射或接收表面。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述第一方向角和第二方向角不同。
10.根据权利要求6所述的设备，其中所述阈值角基于所述超声束的发射和接收频率中的至少一个或多个。
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