一種超聲成像的區(qū)域合成方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及超聲成像及診斷技術，尤其涉及一種超聲成像的區(qū)域合成方法。
【背景技術】
[0002] 在超聲成像過程中，超聲換能器陣列在發(fā)射聚焦延時的控制下發(fā)射脈沖超聲波信 號，聚焦在設定的方向和位置上。超聲在組織中傳播，同時被組織所反射，反射回波到達換 能器陣列上各個陣元的時間不同，換能器采集到回波信號以后，經(jīng)過放大、延時和疊加，可 以獲得反射位置的接收聚焦回波信號，這就是回波合成的原理。
[0003] 傳統(tǒng)的回波合成一般選取極坐標下，超聲發(fā)射聚焦方向上單條或多條掃描線上的 點作為目標點，合成出掃描線的接收聚焦回波信號。由于掃描區(qū)域內的掃描線呈放射狀，因 此，需對掃描線進行坐標轉換和數(shù)字掃描變換（DSC)，使其能在顯示設備上正常顯示。
[0004] 這種方式的不足之處在于：1、為保證DSC的精度，需要選取掃描線上大量目標點 進行回波合成；2、極坐標下的合成掃描線雖然具有良好的縱向分辨率，但橫向分辨率隨著 掃描深度增加而降低；3、DSC處理需要占用大量存儲空間和處理器時間，增加了系統(tǒng)復雜 度和功耗。
【發(fā)明內容】
[0005] 本發(fā)明的目的為了克服上述現(xiàn)有技術存在的問題，而提供一種超聲成像的區(qū)域合 成方法，以減少回波合成的計算量、保持超聲圖像縱向橫向分辨率恒定以及降低系統(tǒng)復雜 度和功耗。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：
[0007] -種超聲成像的區(qū)域合成方法，其特征在于包括以下步驟：（一）區(qū)域合成模塊在 直角坐標系下選取目標點，且目標點的空間分辨率與顯示設備的分辨率相對應，（二）發(fā)射 /接收模塊控制探頭發(fā)射超聲信號掃描待測區(qū)域；發(fā)射/接收模塊控制探頭接收超聲回波 信號，并將回波信號送至區(qū)域合成模塊；（三）區(qū)域合成模塊計算目標點的回波合成信號， 并將計算后的回波合成信號送至信號處理模塊；信號處理模塊處理回波合成信號，并將處 理后的回波合成信號插值或抽樣之后送至顯示模塊；顯示模塊控制顯示超聲圖像。
[0008] 所述目標點的空間分辨率與所述超聲圖像在顯示設備上的顯示分辨率相同或者 按照相應比例系數(shù)相對應。
[0009] 所述比例系數(shù)根據(jù)具體情況進行調節(jié)，若所述目標點的縱向或橫向分辨率比上所 述超聲圖像的顯示縱向或橫向分辨率的比例系數(shù)小于1或大于1，則在顯示之前需要對信 號處理后的回波合成信號進行插值或抽樣處理，使處理后的回波合成信號的分辨率與顯示 分辨率相同，再用于顯示；若所述目標點的分辨率與顯示分辨率相同，則信號處理后的回波 合成信號可直接用于顯示。
[0010] 所述目標點的空間分辨率不隨所述發(fā)射超聲信號的掃描角度和深度而改變。
[0011] 所述目標點的空間分辨率與顯示設備的分辨率相對應，都采用直角坐標系，不需 進行數(shù)字掃描變換（DSC)。
[0012] 所述的區(qū)域合成模塊計算目標點的回波合成信號具體包括以下步驟：
[0013] ( -）確定目標區(qū)域和目標點：以探頭曲率中心為原點建立直角坐標系，按照設定 的目標點的空間分辨率，選擇相應的尺寸參數(shù)，建立矩形網(wǎng)格覆蓋待測區(qū)域，待測區(qū)域內的 網(wǎng)格角點即為所有的目標點；以原點為圓心，將待測區(qū)域劃分為多個等張角可重疊的小扇 面，每個扇面對應單次超聲發(fā)射聲場區(qū)域，一個扇面即為一個目標區(qū)域，單個目標區(qū)域內的 網(wǎng)格角點即為待合成的目標點，網(wǎng)格角點的坐標即為目標點的直角坐標；
[0014] (二）計算目標點的回波合成參數(shù)：計算出目標點到目標區(qū)域對應的探頭接收孔 徑內每個陣元的延時變跡參數(shù)即為目標點的回波合成參數(shù)；或，在運算速度不足的情況下， 將數(shù)個小網(wǎng)格組合成大網(wǎng)格，只計算大網(wǎng)格的角點即為參考點的回波合成參數(shù)，大網(wǎng)格內 的小網(wǎng)格角點即為目標點的回波合成參數(shù)通過常規(guī)插值參考點的回波合成參數(shù)獲得；
[0015] (三）目標點及目標區(qū)域合成：按照計算出的目標點的回波合成參數(shù)對超聲回波 信號進行延時變跡疊加即合成出目標點；對目標區(qū)域內的所有目標點進行回波合成即合成 出目標區(qū)域。
[0016] 本發(fā)明所提供的超聲成像的區(qū)域合成方法，具有以下優(yōu)點：
[0017] 1、該區(qū)域合成方法只計算顯示相關的目標點的回波合成信號，有效減少了回波合 成計算量；2、目標點的空間分辨率與顯示設備的分辨率相對應，保證了不同掃描角度和深 度下縱向橫向分辨率恒定；3、目標點的空間分辨率與顯示設備的分辨率相對應，都采用直 角坐標系，無需進行DSC處理，降低了系統(tǒng)復雜度和功耗，有利于設備小型化和集成化。
【附圖說明】
[0018] 圖Ia為傳統(tǒng)的超聲成像系統(tǒng)結構示意圖；
[0019] 圖Ib為本發(fā)明的區(qū)域合成方法的超聲成像系統(tǒng)結構示意圖；
[0020] 圖2a為傳統(tǒng)的回波合成選取回波合成目標點的示意圖；
[0021] 圖2b為本發(fā)明的區(qū)域合成方法選取回波合成目標點的示意圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明的區(qū)域合成模塊結構框圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明的區(qū)域合成模塊選取目標區(qū)域和目標點的示意圖；
[0024] 圖5為本發(fā)明的區(qū)域合成模塊中的目標點回波合成的示意圖；
[0025] 圖6a為傳統(tǒng)的回波合成方法中選取參考目標點的示意圖；
[0026] 圖6b為本發(fā)明的區(qū)域合成方法中選取參考目標點的示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖及本發(fā)明的實施例對本發(fā)明的作進一步詳細的說明。
[0028] 圖Ia為傳統(tǒng)的超聲成像系統(tǒng)結構示意圖，其中波束合成（即掃描線回波合成）選 取目標點的方式如圖2a所示。傳統(tǒng)的回波合成一般選取極坐標下超聲發(fā)射聚焦方向上單 條或多條掃描線上的點作為目標點，合成出掃描線的接收聚焦回波信號。由于掃描區(qū)域內 的掃描線呈放射狀，因此，需對掃描線進行數(shù)字掃描變換（DSC)，DSC由圖Ia中的DSC模塊 來完成，使超聲圖像能在顯示設備上正常顯示。
[0029] 這種方式的不足之處在于：1、為保證DSC的精度，需要選取掃描線上大量目標點 進行回波合成；2、極坐標下的合成掃描線雖然具有良好的縱向分辨率，但橫向分辨率隨著 掃描深度增加而降低，如圖2a中隨著深度增加目標點橫向間距增大；3、DSC處理需要占用 大量存儲空間和處理器時間，增加了系統(tǒng)復雜度和功耗。
[0030] 圖Ib為本發(fā)明的區(qū)域合成方法的超聲成像系統(tǒng)結構示意圖，其中區(qū)域合成選取 回波合成目標點的方式如圖2b。本發(fā)明的超聲成像的區(qū)域合成方法，其特征在于包括以下 步驟：（一）區(qū)域合成模塊在直角坐標系下選取目標點，且目標點的空間分辨率與顯示設備 的分辨率相對應，（二）發(fā)射/接收模塊控制探頭發(fā)射超聲信號掃描待測區(qū)域；發(fā)射/接收 模塊控制探頭接收超聲回波信號，并將回波信號送至區(qū)域合成模塊；（三）區(qū)域合成模塊計 算目標點的回波合成信號，并將計算后的回波合成信號送至信號處理模塊；信號處理模塊 處理回波合成信號，并將處理后的回波合成信號插值或抽樣之后送至顯示模塊；顯示模塊 控制顯示超聲圖像。本發(fā)明的發(fā)射/接收模塊、探頭、信號處理模塊都是現(xiàn)有結構。
[0031] 圖2a為傳統(tǒng)的回波合成選取回波合成目標點的示意圖；圖2b中目標點的空間分 辨率與所述超聲圖像在顯示設備上的顯示分辨率相同或者按照相應比例系數(shù)相對應，可根 據(jù)具體情況調節(jié)對應比例。例如，在處理能力允許的條件下，提高目標點的分辨率，可以為 后續(xù)的信號處理環(huán)節(jié)提供更精細的原始數(shù)據(jù)，利于提高圖像質量；在處理能力緊張的情況 下，可以適當降低目標點的分辨率。所述比例系數(shù)根據(jù)具體情況進行調節(jié)，若所述目標點的 縱向或橫向分辨率比上所述超聲圖像的顯示縱向或橫向分辨率的比例系數(shù)小于1或大于 1，則在顯示之前需要對信號處理后的回波合成信號進行插值或抽樣處理，使處理后的回波 合成信號的分辨率與顯示分辨率相同，再用于顯示；若所述目標點