專利名稱：基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫學超聲成像領域，特別涉及一種基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法及裝置。
背景技術：
在醫學超聲成像領域，基于聲場疊加或圖像疊加的合成孔徑聚焦(syntheticaperture focusing, SAF)方法得到了廣泛應用。與傳統的延時疊加波束合成方法相比，合成孔徑聚焦成像是一種比較有潛力的超聲成像方法，能夠明顯提高圖像的分辨率，但是該方法要求采樣和存儲每一個孔徑點的整個回波信號，即全波采樣，其重建理論較復雜，且成像的分辨率對于成像深度有很大的依賴性，無論對軟件和硬件要求都比較高；其次單一利用合成孔徑聚焦技術，超聲成像的回波信號信噪比SNR很低，具有較高的旁瓣等級，圖像的對比度、分辨率較差。因此，為進一步提高超聲圖像的分辨率和增加探測深度，研究學者開 展了一系列新方法、新技術的研究。近年來，虛擬陣元的概念已廣泛應用于軍事、民用通信以及雷達天線探測系統等陣列信號處理領域，基本思想是在保持真實陣元數目不變的情況下，應用虛擬陣元技術使得陣元數目在虛擬上得到增加，從而減小波束寬度，提高分辨率。然而，目前在國內超聲成像領域，虛擬陣元技術應用甚少。隨著臨床診斷需求的不斷增加，對超聲成像系統的成像質量提出了更高的要求。因此急需一種提高超聲成像的分辨率的聚焦波束合成方法及裝置。
發明內容
有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種提高超聲成像的分辨率的聚焦波束合成方法及裝置。本發明的目的之一是提出一種基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法；本發明的目的之二是提出一種基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成裝置。本發明的目的之一是通過以下技術方案來實現的本發明提供的一種基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法，包括以下步驟SI :利用單一固定焦點進行發射和接收超聲波；S2 :將回波數據進行第一次延時疊加波束合成聚焦；S3 :利用虛擬陣元方法根據第一次聚焦形成的數據來計算聚焦延時參數；S4 :根據聚焦延時參數進行第二次延時疊加波束合成聚焦；S5 :得到最終成像的掃描線回波數據。進一步，所述第一次波束合成形成的數據存儲于緩存器FIFO中。進一步，所述第一次聚焦包括以下步驟S21 :通過以下公式來計算滑動子孔徑中第i個虛擬陣元的位置Xi為
權利要求
1.一種基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法，其特征在于包括以下步驟 ·Si:利用單一固定焦點進行發射和接收超聲波； ·52:將回波數據進行第一次延時疊加波束合成聚焦； ·53:利用虛擬陣元方法根據第一次聚焦形成的數據來計算聚焦延時參數； ·54:根據聚焦延時參數進行第二次延時疊加波束合成聚焦； ·55:得到最終成像的掃描線回波數據。
2.根據權利要求I所述的基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法，其特征在于所述第一次波束合成形成的數據存儲于緩存器FIFO中。
3.根據權利要求2所述的基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法，其特征在于所述第一次聚焦包括以下步驟 ·521:通過以下公式來計算滑動子孔徑中第i個虛擬陣元的位置Xi為
4.根據權利要求3所述的基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法，其特征在于所述第二次聚焦包括以下步驟 ·541:讀取緩存器FIFO中的數據并通過以下公式判斷數據樣本點是否為有效樣本點
5.基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成裝置，其特征在于包括波束發射接收器、第一波束形成器BFl、第二波束形成器BF2和緩存器FIFO ； 所述波束發射接收器，用于利用滑動子孔徑采用固定單一焦點進行發射和接收聚焦；所述第一波束形成器BFl，用于將各個通道的回波數據通過波束形成器BFl進行DAS波束合成； 所述緩存器FIFO，用于存儲BFl輸出數據； 所述第二波束形成器BF2，用于接收緩存器FIFO中的數據并結合動態聚焦方法進行延時疊加合成波束，得到最終成像的回波數據； 所述成像顯示器，用于顯示最終成像的回波數據。
6.根據權利要求5所述的基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成裝置，其特征在于所述第一波束形成器BFl包括以下模塊虛擬陣元位置確定模塊、虛擬陣元延時確定模塊和回波數據掃描模塊， 所述虛擬陣元位置確定模塊，用于通過以下公式來計算滑動子孔徑中第i個虛擬陣元的位置Xi為
7.根據權利要求6所述的基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成裝置，其特征在于所述第二波束形成器BF2包括以下模塊有效樣本點判斷模塊、半孔徑角0 a計算模塊，虛擬陣元延時參數模塊和第二回報數據掃描模塊， 所述有效樣本點判斷模塊，用于讀取緩存器FIFO中的數據并通過以下公式判斷數據樣本點是否為有效樣本點
全文摘要
本發明公開了一種基于虛擬陣元的雙聚焦波束合成方法及裝置，首先利用單一固定焦點進行第一次聚焦；然后利用虛擬陣元的概念計算第二次聚焦的延時參數；最后再根據延時疊加波束合成的原理及動態聚焦技術進行第二次聚焦，得到最終成像的掃描線數據。本發明采用將虛擬陣元技術引入到超聲成像系統，結合延時疊加波束合成方法，利用2次延時疊加實現雙聚焦波束合成超聲成像。該方法本質就是利用兩次延時疊加進行多個重疊聲場的相關有效信息的提取，從而增加聲波信號的信息量和能量，使得成像效果獲得大幅度的提高。該方法利用兩個波束合成器BF1和BF2以及一個FIFO緩存器通過兩次延時疊加，無需再存儲大量的低分辨率回波數據。
文檔編號A61B8/00GK102727256SQ20121025547
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年7月23日
發明者唐英勇, 王平, 蔣輝, 趙久明 申請人:重慶博恩富克醫療設備有限公司