[发明专利]一种应用于柔性超声器件的波束控制方法、系统、电子设备和可读存储介质

说明书

本发明属于柔性超声技术领域，公开了一种应用于柔性超声器件的波束控制方法、系统、电子设备和可读存储介质。基于阵列化的柔性医学器件，计算阵列化上每个子压电陶瓷在区域的曲率；基于每个子压电陶瓷在区域的曲率，确定每个子压电陶瓷的延时信道采集策略；基于每个子压电陶瓷的延时信道，在每个超声信号通道延迟聚焦于物体中的欲探测区域之后，在合并通道之前计算出最佳的成像效果。本发明用以让超声更聚焦于所探测区域，从采集层面尽可能消除伪影，提升柔性压电换能器的成像质量。

技术领域

本发明属于柔性超声技术领域，尤其涉及一种应用于柔性超声器件的波束控制方法、系统、电子设备和可读存储介质。

背景技术

通常延时叠加法(delay-and-sum，DAS)以及最小方差法(minimum variance，MV)波束成形控制策略较为广泛地应用于传统硬质探头医学超声成像。其作用方式是将超声换能器转向或聚焦在来自特定点(通常称为焦点)的信号上，可以改善超声图像的对比度，空间分辨率和信噪比，但此种方法也有局限性，仅适用于传统硬质超声探头。由于柔性医学器件具有可附着可穿戴，便于长期监测等优势逐渐成为研发重点。之于阵列化柔性超声器件，声束空间分布取决于其本身被弯曲的形态。曲率作为柔性超声医疗成像系统的关键输入量之一，必须将其纳入到波束聚焦控制策略中。图像质量明显改善，这给柔性器件的医疗图像带来了潜在的对比度和分辨率的提高。

如图1所示，延时叠加法波束合成方法用于独立于回波数据，但其主瓣宽度过宽，旁瓣响应级过高，得到的图像在分辨率和对比度上都存在缺陷。最小方差法波束合成技术根据回波数据计算得到动态的加权值，充分利用了回波信号的特征，降低旁瓣信号，其基本原理是通过保持期望方向上的增益不变，使阵列输出最小化，从而提高了图像的分辨率。相较于全部压电陶瓷同步激励而言，在诸如像人体一样的的曲面上，更适合于图2所示的异步激励策略。

方法基于最小方差法并将阵列器件的曲率也作为关键自变量。增加自变量后的波束控制策略，通过抑制来自轴外方向的干扰信号，并不允许在没有接收到能量的方向上出现大的侧波。最终可实现结果如图3，在每次柔性超声阵列发声之后通过上述方式，计算出发生拥有成像的空间测量的最优权重所在时序，通过异步发声，让超声更聚焦于所探测区域，从采集层面尽可能消除伪影，提升柔性压电换能器的成像质量。

发明内容

本发明提供一种应用于柔性超声器件的波束控制方法，用以让超声更聚焦于所探测区域，从采集层面尽可能消除伪影，提升柔性压电换能器的成像质量。

本发明通过以下技术方案实现：

一种应用于柔性超声器件的波束控制方法，所述波束控制方法具体包括，

基于阵列化的柔性医学器件，计算阵列化上每个子压电陶瓷在区域的曲率；

基于每个子压电陶瓷在区域的曲率，确定每个子压电陶瓷的延时信道；

基于每个子压电陶瓷的延时信道，在每个超声信号通道延迟聚焦于物体中的欲探测区域之后，在合并通道之前计算出最佳的成像效果。

一种应用于柔性超声器件的波束控制方法，所述将柔性医学器件阵列化具体为，所述阵列化柔性医学器件为柔性换能器，所述柔性换能器的一个压电陶瓷由M个子压电陶瓷组成。

一种应用于柔性超声器件的波束控制方法，所述计算阵列化上每个压电陶瓷在区域的曲率具体为，M个压电陶瓷记录一个信号R_m(t)，则每个压电陶瓷在区域的曲率为Z_m。

一种应用于柔性超声器件的波束控制方法，所述确定每个子压电陶瓷的延时信道具体为，被探测空间内分布N+1个散射体，其中每个散射体都会反射信号S_p(t)；假定只有S₀(t)接收器的聚焦焦点，而其他反射体是干扰源；