[发明专利]利用发散发射波束的高质量高帧速率超声成像

说明书

一种超声系统以高显示帧速率产生高质量图像。要被成像的平面或体积通过不同的发散发射波束来扫描以采集不同子帧的系列，子帧采集的数量包括将产生高质量图像的发射波束的总数。响应于子帧的发射波束而接收的回波与在其他子帧中接收的回波相干地组合。每当新的子帧的回波已经与所有其他不同子帧的回波相干地组合时，产生完整图像。在子帧的整个系列已经被接收并且回波被组合之后，子帧采集的另一系列开始并且子帧的新系列被采集。当每个新的子帧被采集时，其与所有其他不同的且最新近采集的子帧相干地组合。该技术以子帧扫描速率产生新的图像，而非在形成新的图像之前等待子帧的全新系列。

技术领域

本发明涉及超声成像系统，并且具体涉及利用发散发射波束产生高质量高帧速率图像的三维(3D)超声成像系统。

背景技术

通常通过利用一维(1D)阵列换能器扫描平面图像场来产生高质量二维(2D)超声成像。在图像场内邻近彼此发射波束，并且响应于每次发射而采集回波。通过延迟和求和波束形成器对接收的回波进行波束形成以跨图像场形成相干回波信号的扫描线。针对图像的典型数量的扫描线可以是128-196条扫描线。通过B模式或多普勒处理对扫描线进行处理以形成平面图像场中的组织和/或流的平面图像。此类图像具有高质量，因为图像中的每一条扫描线由聚焦发射波束和同轴聚焦接收波束形成。但是这种成像的缺点是采集被用于形成图像的回波信号所需的时间，其由发射波束和返回回波信号在对象中的声音的速度限制。形成图像所需的时间能够通过发射更少的发射波束来改进，这改进了采集时间并且因此显示帧速率，但是这样做的代价是降低的图像质量。

当执行三维(3D)成像时，帧速率问题甚至是更严重的。在3D扫描中，发射波束必须在方位角和仰角维度两者上被发射以扫描整个体积区域。这需要发射不是如2D成像所需的一百左右波束而是数千个发射波束。该情况能够通过响应于每个发射波束而采集多条扫描线，但是扫描整个体积所需的时间并且因此显示帧速率通常甚至比2D成像的时间和显示帧速率更慢。因此，期望能够改进2D和3D成像两者的显示帧速率同时维持高图像质量。

发明内容

根据本发明的原理，描述了一种以高显示帧速率产生高质量图像的超声成像系统。要被成像的平面或体积通过不同发散发射波束来扫描以采集不同子帧的系列，子帧的数量包括将产生高质量图像的发射波束的总数。响应于子帧的发射波束而接收的回波与在其他子帧中接收的回波相干地组合。每当新的子帧的回波已经与所有其他不同子帧的回波相干地组合时，就产生完整图像。在子帧的整个系列已经被接收并且回波被组合之后，子帧采集的另一系列开始并且子帧的新系列被采集。当每个新的子帧被采集时，其与所有其他不同的且最新近采集的子帧相干地组合。该技术以子帧扫描速率产生新的图像，而非在形成新的图像前等待子帧的全新系列。根据本发明的又一方面，图像场中的运动可以被检测，并且检测到的运动的存在用于改变扫描序列或校正运动伪影。

附图说明

在附图中：

图1a、1b、1c和1d图示了根据本发明的原理的用于2D图像扫描的四个子帧的扫描序列。

图2a和2b图示了根据本发明的原理的用于3D图像扫描的两个子帧的扫描序列。

图3a和3b图示了根据本发明的原理的3D图像扫描的另一发散波束扫描序列。

图4以方框图形式图示了根据本发明的原理构建的用于2D成像的超声成像系统。

图5以方框图形式图示了根据本发明的原理构建的用于3D成像的超声成像系统。

具体实施方式