[发明专利]快速确定超声成像系统中成像区域的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声成像技术，特别涉及快速确定超声成像系统中 成像区域的方法和实现该方法的装置。

背景技术

常规而言，超声成像是通过若干次发射/接收生成的，对于单波 束而言，每次发射均通过多个阵元接收多通道数据进行波束合成得 到一条扫描线数据，该扫描线数据对应了整个成像区域中的一条线。 一般而言，该数据线数据在空间中的形式使用角度和深度表达，即 数据线是通过极坐标形式生成的。通过多次发射/接收得到的若干条 数据线均匀地覆盖整个成像区域。由于获得的数据是以极坐标的形 式表示的，而实际上显示器所显示的是栅格数据，也就是直角坐标 系下的数据，因此，常规的数字超声系统中均会包含一个数字扫描 变换(DSC，digital Scan Conversion)模块。数字扫描变换模块的作 用是将显示图像的直角坐标变换为扫描线坐标系下的坐标位置，即 将显示图像的直角坐标变换到极坐标系中的相应点，利用极坐标系 中和该点接近的若干扫描点的数据进行插值计算，从而获得该直角 坐标位置的超声数据，通过坐标变换以及插值得到直角坐标图像中 每个位置的超声信息数据。传统的DSC步骤在检波压缩之后进行，坐 标变换插值得到的图像信息直接用于显示。

一般超声系统计算直角坐标位置上的超声数据的方法都是逐点 进行变换插值来获得结果值的，因此其与当前扫描无关，也就是这 种系统需要全部的扫描线数据存在于缓冲器中。传统超声系统中的 DSC是一个显示图像的坐标系与超声扫描线数据坐标系的变换和插值 模块。一般而言，DSC是一个独立的模块，它只是对存储器中保存的 一帧图像进行处理而与前面的处理无关。如图2所示，存储器中保存 有一帧图像的扫描线数据，一方面超声处理后的扫描线数据根据其 对应位置直接更新存储于存储器中的扫描线数据，另外一方面，显 示图像的点坐标经过坐标变换为存储器中扫描线数据的坐标系坐 标，经过插值得到该点的值从而对显示图像进行更新。由于显示图 像的更新是按照一定顺序逐点进行的，因此其要求存储器中必须有 一帧完整的数据。

传统的方法由于逐点更新，更新点与当前的发射接收位置均无 关，也就是说，显示图像的点的更新顺序与超声帧数据的更新顺序 是无关的，因此该数字扫描变换步骤无法融合到前面的处理流程中， 显示的图像也不一定是最新数据的成像。

HP公司1991年的专利US5197037公开了一种将DSC方法与波束 合成一步完成的方法，其流程如图1所示，其中的信号处理由模拟电 路完成，波束合成以及DSC由前端处理器(Front End Processor)部 分完成，直接波束合成得到直角坐标点数据。该专利实际上也是单 波束的概念，每次发射波束合成的是单波束的直角坐标部分，假设 该波束对应极坐标的Theta角度，线间距为α度，那么直接波束合成的 是[Theta-α/2，Theta+α/2]部分的直角坐标图像，也就是，确定一个波 束合成部分仍然是以一条扫描线附近的一个线间距夹角范围为波束 合成的部分。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于快速确定与当前 发射相对应的超声成像系统中成像区域的方法和装置，使得每次生 成的数据与发射相关，通过确定每次发射所对应的成像区域，快速 计算确定该区域在直角坐标系下的范围以及需要处理的显示图像的 坐标点集，使得结果图像的更新与当前发射相关。为实现这一目的， 本发明采用了如下的技术方案。

按照本发明的第一方面，提供了一种快速确定超声成像系统中 成像区域的方法，包括以下步骤：根据等于预定阈值的发射声场能 量线确定发射声场所覆盖的结果图像的范围；根据成像模式的特点， 在所述范围内确定需要处理的成像区域的沿深度方向的边界；根据 所述边界与深度方向的夹角和所述边界上任意点的极坐标确定相应 边界在直角坐标系下的方程，即F1(x，y)＝0和F2(x，y)＝0，其中 x＝r*sin(θ)和y＝r*cos(θ)；其中根据如下条件判断结果图像上的点P(x， y)是否属于所述需要处理的成像区域内的点：如果F1(x，y)*F2(x， y)＜＝0，则点P(x，y)位于所述需要处理的成像区域内；如果F1(x， y)*F2(x，y)＞0，则点P(x，y)位于所述需要处理的成像区域外。