[发明专利]一种基于声速自适应修正的超声波束合成方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于声速自适应修正的超声波束合成方法和系统，能够进行声速优化自适应修正，提高声速优化结果准确度和优化结果准确度，使用最佳声速对通道数据进行相位补偿，提高超声成像质量。该方法包括：使用一个预设的系统声速进行一次超声波发射，根据各通道所接收的回波信号获取第一通道数据；基于第一通道数据，获取各局部区域分别与多个样本声速相对应的声速优化质量因子；对于每个局部区域，将最大的声速优化质量因子所对应的样本声速设置为该局部区域的最佳声速；根据各个局部区域的最佳声速和系统声速之差对第一通道数据进行相位修正和波束合成；依次执行信号解调、包络检测、扫描转换、图像后处理，生成一帧图像。

技术领域

本发明涉及超声波成像技术领域，尤其涉及一种基于声速自适应修正的超声波束合成方法和系统。

背景技术

在医疗超声成像系统中，从超声探头发射超声波到最后显示出图像，要经过发射接收电路，模拟信号到数字信号转化，波束合成，信号基带处理，数字扫描变换器及图像后处理等环节。其中，超声成像系统的波束合成质量高低对最终成像效果有着至关重要的影响。对通道数据进行波束合成的主要处理方式包括传统的硬件波束合成与随通用处理器能力发展而兴起的软件波束合成，其涉及的相关技术有电子聚焦与扫描线控制，变迹，变孔径等。无论是硬件还是软件波束合成，其目的都是为了获得具有良好指向性的超声波束。

由于在发射时每次发射只能形成一个焦点，选择一种孔径，一种变迹函数；在接收时，随时间变化的接收信号代表着不同深度处产生的回波信号，如果随时间不断调整聚焦深度，孔径大小与变迹函数，就可以获得全程聚焦(动态聚焦)的效果。波束合成控制超声的发射和接收，在发射时控制不同的聚焦深度，不同的孔径与变迹函数，在接收时根据不同位置完成动态聚焦同时也可以使用接收端孔径与变迹来抑制旁瓣提高聚焦质量。

波束合成的过程就像百川汇大江一样，将各个通道的回波信号数据汇聚成具有良好指向性的波束。遗憾的是这个过程中一些通道会受到污染。对于超声成像各个模式(例如B，C，D模式)而言，信号滤波就像是净水处理工厂来滤除污染，例如旁瓣产生的噪声、系统噪声、滤除C模式下血流信号中的组织信号。但由于信号与噪声在波束加和处理阶段会混在一块，现有方案不能完全滤除噪声，并且甚至在可能滤除的情况下也存在滤波的折衷，例如噪声的强抑制可能使真实信号变形。

与波束合成的质量相关的重要成像参数是声速。超声系统需要利用声速来得到发射接收中各个通道的延迟曲线，如果系统使用的声速偏离真实声速的超声波经过了局部组织时，就会出现相位偏差，导致组织位置的偏移，点扩散函数的拓宽以及旁瓣的增加，影响图像的动态范围，对比度，降低图像的质量，影响医疗诊断的准确性。而超声波在人体不同组织中传播时，声速会差异较大，例如，超声波在人体脂肪含量较高的脂肪传播时，声速大约为1450m/s，而在肌肉中的声速为1580m/s左右。某些肌肉组织的声速甚至可高达1640m/s，如表1所示。

表1