[发明专利]用于使用相干复合菲涅尔聚焦进行超声波束形成的系统和方法

摘要

在选定仰角处进行菲涅尔仰角聚焦是通过发射一组连续菲涅尔聚焦超声脉冲来执行的，其中针对每个脉冲使用不同菲涅尔相位图案，并且其中对接收信号进行相干复合。不同菲涅尔图案经由对旁瓣区中的压力场的变化进行平均来致使旁瓣能量降低。在一些实施例中，相干复合菲涅尔聚焦方法与方位角方向上的相干复合散焦波(例如，平面波或发散波)成像相结合。通过改变分别在发射平面波或发散波序列时采用的菲涅尔图案来收集每个仰角切片，使得相干复合能够同时有益于两个平面。哈达玛接收编码和随后的动态接收波束形成可以用于进一步改善仰角方向上的性能。

主权项

1.一种超声成像系统，包括：超声阵列，包括在第一电极阵列与第二电极阵列之间界定的多个超声阵列元件；其中所述第一电极阵列的电极沿方位角方向间隔开并垂直于方位角方向延伸，并且所述第二电极阵列的电极沿仰角方向间隔开并垂直于仰角方向延伸，使得所述第一电极阵列和所述第二电极阵列以交叉电极配置来提供；并且其中每个超声阵列元件能够进行声学换能，使得从其发射的超声波的相位取决于施加到其上的偏置电压的极性；所述超声成像系统还包括可操作地连接到所述第一电极阵列和所述第二电极阵列的控制和处理电路，所述控制和处理电路包括处理器和存储器，其中所述处理器被配置为执行所述存储器中所存储的指令以用于执行以下步骤：a)控制所述超声阵列依序发射多个超声脉冲，使得针对所述多个超声脉冲中的每个超声脉冲，向所述第一电极阵列的相应电极发送一组发射信号，同时向所述第二电极阵列的相应电极提供一组偏置电压；其中向所述第一电极阵列提供所述发射信号，使得每个超声脉冲在所述方位角方向上不聚焦，并且使得所述多个超声脉冲具有适于在所述方位角方向上执行相干复合成像的相应波前；并且其中向所述第二电极阵列提供所述偏置电压以形成一组菲涅尔相位图案，其中每个菲涅尔相位图案被配置为将相应超声脉冲聚焦在由选定仰角表征的选定仰角切片焦点处或附近，并且其中所述菲涅尔相位图案的至少一个子集是不同菲涅尔相位图案；b)对所述第一电极阵列在每个超声脉冲发射之后响应性地接收的接收信号进行相干复合，从而获得对应于所述选定仰角的二维图像数据集，并且其中经由与所述不同菲涅尔相位图案相关联的所述接收信号的相干复合，与每个菲涅尔相位图案相关联的菲涅尔旁瓣得以减少；c)重复步骤a)和b)一次或多次以收集与一个或多个额外仰角相关联的额外二维数据集，从而获得包括多个二维图像数据集的三维图像数据集；以及d)处理所述三维图像数据以生成一个或多个图像。