[发明专利]超声波束合成聚焦参数实时计算方法及装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及医学超声系统，尤其涉及一种实时计算超声波束合成聚焦参数的方法以及实现该方法的装置。

【背景技术】

医学超声系统通过扫描线(或称波束)合成二维图像，每幅二维图像称为一帧图像。每秒形成的帧图像总数称为帧率，帧率是一个很重要的参数，高帧率是真实再现快速运动组织(如心瓣膜)的基本条件。

为提高帧率，可以降低扫描密度，但这样会牺牲图像空间分辨率；也可以采用多波束，即一次发射形成多条接收线，但每条接收线到达阵元的距离不同，导致接收线到达阵元的时间也不同，这样就无法形成清晰的图像，需要计算每两条接收线之间的延时差，该延时差通常表现为初始延时量与聚焦位变化量的函数关系式。聚焦是通过不同通道使用不同的延迟来实现的，因此聚焦参数也可称为延迟系数。随着多波束的引入即接收线的增加，需要成倍增加接收聚焦参数数据量。特别系统引入相控阵并考虑多波束校正时，总接收聚焦参数数据将增加为512倍或更多。40M采样、26cm探测深度、8个时钟变换一次接收焦点，一般凸阵单波束模式大约需要400KByte的聚焦参数数据，而同时引入相控阵和双波束校正后，参数可达200MByte。如此庞大的数据在实际中通过软件实现是不现实的，这样会同时增加系统的设计工作量、成本和不稳定性。

利用硬件实时计算聚焦参数是一种解决机制。超声医学成像以扫描线(或称波束)为基本单位，只需要在每条扫描线启动前载入少量的初始控制参数，即可以在接收期间由硬件自动生成所需的聚焦参数。

专利号为6,110,116(公开日：2000年8月29日)的美国专利提供了一种预存储延迟数据的波束合成聚焦方法，即预先将聚集数据存储，每个焦区的回波使用相应预存储聚集数据。这样做简单快捷，但首先需要较大的存储器，其次是更换探头时需要重新载入大量参数，影响开机启动及探头切换速度。

专利号为6,123,671(公开日：2000年9月26日)的美国专利提供了一种基于CORDIC算法的实时接收聚集及变迹参数计算方法，可适用于各种几何形状探头，包括二维探头，亦可用于多波束，其方法较简单快捷，占用存储器及硬件资源也较少，但不便于实现多波束接收聚集校正功能。

【发明内容】

本发明的主要目的就是为了解决聚焦参数的实时计算问题，提供一种超声波束合成聚焦参数的实时计算方法及装置，在高帧率的情况下，使用较少的硬件资源实现聚焦参数的实时计算。

本发明的次要目的就是提供一种超声波束合成聚焦参数的实时计算方法及装置，在实现聚焦参数实时计算的同时，对多波束接收聚焦进行校正。