[发明专利]一种超声成像装置的宽声场成像方法

说明书

本发明涉及一种超声成像装置的宽声场成像方法，包括：建立直角坐标系，计算所有阵元的直角坐标；计算发射的起始点和方向，建立发射方向矢量；根据发射起始点和聚焦深度，计算焦点坐标；建立从焦点指向参与发射的阵元的矢量，计算其模值以及其与发射方向矢量之间的夹角；根据夹角、声场展宽系数和声速，计算阵元的发射延时；根据计算的延时进行宽声场发射，并获取超声图像。本发明的宽声场成像方法能够适用于各种探头，且易于实现。

技术领域

本发明涉及一种超声成像装置的宽声场成像方法。

背景技术

传统的超声设备发射聚焦一般采用点聚焦，聚焦中心即为焦点。点聚焦实现简单，焦区范围内声场强度大，成像分辨率高；但在焦区之外，成像会有畸变失真。为了使整场成像清晰，又提出了多焦点发射的方式，在同一个发射位置进行多次发射，形成多个不同深度下的焦点，每次接收只接收相应焦点附近的回波数据，保证每个焦点附近均清晰成像。点聚焦的主要缺点是焦区狭窄，只能覆盖成像区域中的一小块区域。

若要求成像分辨率高，则要求发射声场能够覆盖整个成像区域，发射次数较大，而这会降低图像帧率；在一些对图像帧率要求较高的场合，发射次数限制较小，发射声场只能覆盖部分成像区域，这就会降低成像分辨率。针对图像质量和图像帧率之间的矛盾，一些专利中提出了宽声场发射的方法，展宽每次发射声场，使得只需发射较少次数就能覆盖整个成像区域，进而获得帧率高且质量好的图像。

现有已提出的方法大致可以划分为两类：一类是采用硬件优化的方法展宽发射声场，比如通过给发射孔径加窗来展宽发射主瓣；一类是通过控制通道延时来展宽发射声场，比如将发射孔径划分为几部分，每个部分单独聚焦，形成横向分布的多个焦点，来趋近声场展宽的效果。

第一类方法对硬件的要求较高，实际中较少采用；第二类方法则易于集成到传统的超声设备中，应用较为普遍。虽然点聚焦的方式被广泛采用，但目前尚未提出一种能普遍适用于各种情况的宽声场发射方法。目前所提出的方法大多只针对某种特定情况，比如线阵探头和凸阵探头采用的展宽方法可能不一样，偏转与不偏转采用的方法可能也不一样。虽然实现了展宽的效果，但方法之间的差异性会给控制器增加负担。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种超声成像装置的宽声场成像方法，本发明的宽声场成像方法能够适用于各种探头，且易于实现。

一种超声成像装置的宽声场成像方法，所述方法包括以下步骤：

a.以超声探头的中心为直角坐标系的原点建立直角坐标系，根据超声探头上所有阵元与超声探头中心的相对位置关系，计算超声探头所有阵元的直角坐标；

b.根据超声成像装置设定的发射方式，计算发射的起始点和方向，建立发射方向矢量，发射方向矢量由发射起始点沿着发射方向指向超声探头焦点；

c.根据发射起始点A和超声成像装置的聚焦深度FocusDepth，计算超声探头焦点坐标B；

d.建立从超声探头焦点指向参与发射的阵元的矢量，计算该矢量的模值Dist以及该矢量与发射方向矢量之间的夹角θ；

e.根据夹角θ、声场展宽系数k和声速c，计算阵元的发射延时DelayTime：

DelayTime＝[FocusDepth*(k/cosθ+1‐k)-Dist]/c+OffsetTime

其中，k大于0小于1，OffsetTime为发射群时延，具体值由超声成像装置决定；

f.根据计算的发射延时进行宽声场发射，并获取超声图像。

所述超声探头为线阵探头、凸阵探头或相控阵探头。

所述发射起始点为计算发射延时的参考点。