[发明专利]超声波诊断系统中的多波束发射和接收方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及医用超声波诊断系统的成像技术，尤其涉及超声波诊断系统的多波束发射和接收方法及其装置。

背景技术

超声波诊断系统快速成像技术的研究有着重要意义，可以说实现快速成像可以帮助我们为实现一些高级技术提供一个基础，这个基础就是数据率，单位时间获得的信息量更大导致可以进行更好更细致的图像分析，从而更好的实现各种技术。具体的可以包括以下几点：

1、对3D/4D成像的帮助

不管是3D还是4D，都是以需要海量的数据为前提的，成像速度的限制直接导致3D图像速度的限制。

2、对血流成像的帮助

血流成像的帧率与图像质量一样直接影响到使用者对机器的影响，是重要的机器等级评价标准。多数国产机器的血流成像帧率较低，还没有办法与高档机器的C模式帧率相比，因此快速成像就显得很重要。简单的说，快速成像的原理在于用一次发射的接收数据生成多条扫描线数据，这样，实际上就帮助我们并行获得扫描线数据，这样的直接结果是成倍地提高血流成像的帧率。

3、对心脏成像的帮助

对于运动速度快的心脏，帧率在某些时候是比图像质量要重要的。

4、对图像质量的帮助

在现有的许多技术中，都可以归结为图像质量与帧率的平衡关系，例如：

i)合成孔径是使用两次发射合成一条信噪比高的扫描线；

ii)复合成像是多次从不同方向发射合成扫描线来减少斑点提高质量；

iii)编码激励中的Golay码发射需要多次发射以降低纵向旁瓣的影响；

iv)心脏B成像通过使用低密度扫描来获得高帧率。

其中i)～iii)都是牺牲帧率提高质量，而iv)是使用质量换帧率。通过快速成像，可以缓解这种矛盾，使这些技术得到更好的实现

4、对心脏相关技术的帮助

对于现有的高档机器，许多都有关于心脏的临床技术，比如解剖M型和心脏运动的相关分析。这些都利用了心脏某个部位在图像中位置的随时间的变化的信息来进行临床的评价以及指标计算为了得到连续的图像和精确的结果，这就对心脏图像的时间分辨率给出了严格的要求，而时间分辨率就是图像的帧率。

为了提高帧率，多波束接收技术是现在的研究热点，多波束接收即通过一次发射接收多条扫描线来减少生成一帧图像所需的时间，从而大大提高帧率。多波束的技术难点除了发射一个宽波束(Fat BeaM)外，另外一个难点就是如何有效的消除接收扫描线之间的失真，这些失真是由于接收线位置相对于声场不对称引起的。

名称为“Beam combination method and system”的美国US6,666,823号专利公开一种使用相邻两次发射的接收扫描线相叠加来去除失真从而获得多波束接收的方法，如图1所示，TY1、TY2和TY3分别代表三次发射，每次发射接收四波束，在TY1和TY2的四个接收波束中有两波束是重叠的，这样，就可以通过加权重叠在同一位置的接收线的两波束来达到消除波束失真的效果。

上述现有技术虽然可以校正失真，但会降低横向分辨率，这是因为为了得到能量的均衡，需要发射一个宽波束，宽波束使得声场的横向分辨率降低。为了弥补分辨率的降低，可以使用大接受孔径，但这样会提高硬件成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的缺点，提出一种在现有较低硬件成本上获得较高横向分辨率的多波束接收方法及其装置。

本发明采用合成孔径弥补横向分辨率的不足与多波束提高帧率相结合的方法来实现发明目的，本发明采用如下技术方案：

将超声探头的阵元划分成多个发射接收单元，所述发射接收单元的发射部分包括第一发射孔径和第二发射孔径，所述第一发射孔径发射第一宽波束，所述第二发射孔径发射第二宽波束；所述发射接收单元的接收部分包括第一接收孔径和第二接收孔径，所述第一宽波束使用第一接收孔径接收并形成第一组接收数据线，所述第二宽波束使用第二接收孔径接收并形成第二组接收数据线，所述第一接收孔径与所述第二接收孔径结合起来构成以接收线为中心的全接收孔径，分别对所述第一组接收数据线和第二组接收数据线中处在相同接收位置的两条接收数据线进行加权求和得到一组没有失真的接收数据线，合并各发射接收单元的多组没有失真的接收数据线得到完整的帧数据。

所述第一组有失真的接收数据线和第二组有失真的接收数据线各有N条数据线，所述N的取值范围为4至16；所述对处在相同接收位置的两条有失真的接收数据线进行加权求和的权重系数与接收线距离其发射位置有关，距离越近，权重系数越大，反之距离越远，权重系数越小。