[发明专利]超声探头几何参数的校正方法和装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及超声设备技术领域，特别是涉及一种超声探头几何参数的校正方法和装置及系统。

背景技术

医学超声成像集成了超声物理学、现代电子学，信息学和生物医学等多学科的原理和技术手段，是继X线成像技术后，在医学中发展最迅速，应用最广泛的技术之一。影响超声图像质量的因素很多，包括换能器，主机系统以及显示器等等。其中，换能器是超声成像关键因素之一，是超声图像之源。再好的主机，如果换能器的性能不好，也不会得到好的超声图像。而在换能器中，其探头又是决定其性能的重要元器件。

影响超声图像质量的关键因素之一就是换能器的探头的几何参数（如阵元间距和曲率半径）。探头的几何参数直接和探头生产的工艺水平相关。好的工艺水平和严格的筛选标准可以将探头的几何参数控制在小的误差范围之类，但是这样会大大增加探头的生产成本，从而提高用户的购买成本。同时，探头的几何参数会影响到成像链路上的发射和接收的波束合成，如果探头的实际几何参数与主机系统设计所依据的均值参数有较大偏离，就会导致发射接收聚焦达不到最优，从而影响图像的对比度和横向分辨率，从而降低超声图像质量。

但是，目前,探头出厂前会测试每一个探头的几何参数，在误差范围之内的就算合格。探头生产厂商能够提供给超声成像系统生产厂商的是探头的设计规格书，里面会给出探头的几何参数的统计平均值和统计方差。因此，超声成像设备厂商无法得到每一个探头的实际几何参数。即便探头生产厂商能够提供每一个探头以及每一个探头所有基元的几何参数的测试报告，超声成像设备厂商目前也无法把每一个探头的测试参数录入成像系统。即便能够录入，也得保证所有的探头出厂在成像系统设计之前完成。这在实际的系统设计中是不现实的。

而且，现有技术中，不论是好的探头生产厂商还是弱一些的探头生产厂商，都没有给出一个好的主机系统与探头最优匹配问题的解决方案，因为探头生产厂商不可能生产出指标零偏差的探头。因此，超声主机生产厂商对探头与探头之间的差异以及探头本身基元与基元之间的差异也无能为力。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种超声探头几何参数的校正方法和装置及系统，其使得主机系统自适应各个探头的几何参数，使图像的信噪比和横向分辨率最优，从而提高超声图像质量。

为实现本发明目的而提供的一种超声探头几何参数的校正方法，包括如下步骤：

步骤S100，在超声探头设置在超声成像系统后，在超声系统中设置感兴趣区域为发射焦区，读取探头的待校正几何参数列表R；

步骤S200，依次读取几何参数列表R并将各几何参数应用于所述探头的发射和接收并进行波束合成，采集几何参数对应的感兴趣区域内的I、Q数据，并对I、Q数据求幅度，对感兴趣区域内的幅度数据做二维傅里叶变换；

步骤S300，对感兴趣区域截止频率半径范围[D1，D2]内的超声成像系统测量得到的频谱能量求和，得到几何参数列表R对应的得到能量值列表Q；

步骤S400，在能量值列表Q中查找幅度最大的能量值对应的几何参数，作为所述探头校正后的最优几何参数，并将该最优几何参数作为所述探头的几何参数应用于所述超声成像系统后续的超声成像。

较优地，作为一实施例，所述几何参数为超声探头曲率半径或者超声探头阵元间距，以及几何参数为超声探头曲率半径和阵元间距。

较优地，作为一实施例，所述几何参数为超声探头的曲率半径，其包括如下步骤：

步骤S100’，设置感兴趣区域为发射焦区，读取探头的待校正曲率半径列表ROC[0，…，N-1]，其中，N为整数；

步骤S200’，依次读取曲率半径列表ROC_i并将各曲率半径应用于发射和接收的波束合成，采集曲率半径对应的感兴趣区域内的I、Q数据，并对I、Q数据求幅度，对感兴趣区域内的幅度数据做二维傅里叶变换；

步骤S300’，将W_i(u,v)的原点变换到频率坐标的(L/2,S/2)处，然后对感兴趣区域内的截止频率半径范围[D1,D2]内的频谱能量求和，得到能量值Q(i)，D1和D2为预设值；

步骤S400’，对ROC_i求得所有的Q(i)后，i=0,1,2，...,N-1，找出Q(i)中最大值对应的ROC_i作为最优的ROC_opt，将最优的ROC_opt作为所述探头的曲率半径应用于后续的超声成像。

较优地，作为一实施例，所述步骤S100’包括如下步骤：