專利名稱：一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中變跡的方法及裝置，尤其涉及一種醫(yī)學(xué)超聲 診斷系統(tǒng)波束合成環(huán)節(jié)中一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中，波束合成環(huán)節(jié)的接收變跡對于消除旁瓣，提高圖像對比 分辨率的一個關(guān)鍵處理步驟，傳統(tǒng)的處理方法是預(yù)存變跡曲線，在進(jìn)行波束合成時從存儲 器中讀出相應(yīng)的變跡曲線進(jìn)行變跡加權(quán)處理以完成波束合成。在超聲成像系統(tǒng)中，由電路控制探頭進(jìn)行超聲波的發(fā)射和接收，經(jīng)過模擬放大和 采樣后進(jìn)入延時取值(根據(jù)焦點到通道的距離計算延時值，并取出相應(yīng)延時時刻的信號 值)、變跡加權(quán)(利用變跡曲線對各個通道的取得的信號值進(jìn)行加權(quán)處理)、孔徑補(bǔ)償(根 據(jù)變跡曲線的形狀和接收孔徑的大小對變跡加權(quán)的系數(shù)做幅度或者能量歸一化處理)組 成的波束合成環(huán)節(jié)，然后進(jìn)行各種信號處理得到用于診斷的超聲圖像，可見變跡環(huán)節(jié)處于 系統(tǒng)的前端，因此對最終的超聲圖像質(zhì)量影響很大，如果在該環(huán)節(jié)處理不好，會很大程度上 降低超聲成像的質(zhì)量。各種超聲成像模式如黑白成像、彩色成像、多普勒成像等一般都需要進(jìn)行波束合 成環(huán)節(jié)才能夠獲得足夠強(qiáng)的信號，可以說波束合成環(huán)節(jié)也是各種成像模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。波 束合成環(huán)節(jié)將各個通道的回波數(shù)據(jù)根據(jù)成像焦點到各個通道的距離進(jìn)行同相位的加權(quán)疊 加(即變跡加權(quán)處理)，這種變跡處理一方面增強(qiáng)了信噪比，另一方面降低了接收波束的旁 瓣，所以是影響超聲成像質(zhì)量的一個重要的環(huán)節(jié)。受探頭陣元指向性的影響，不同掃描偏轉(zhuǎn)角度、成像頻率、掃描深度所采用的變跡 曲線也有所差異。一些傳統(tǒng)的方法是存儲不同深度的若干組變跡曲線直接用于波束合成， 一般存儲的數(shù)據(jù)量較大，要求較多的存儲空間；近年來出現(xiàn)了一些實時計算變跡曲線的方 法，如有的通過預(yù)存一條或半條對稱的變跡曲線，以及不同深度的變跡抽取起點、步長、孔 徑值等，在不同深度根據(jù)孔徑值、抽取起點和步長抽取出各個通道的變跡值，對于掃描起點 變化以及偏轉(zhuǎn)掃描線需要用不同的方法來計算抽取起點的偏移量進(jìn)行補(bǔ)償，此種方法變跡 精度和存儲數(shù)據(jù)量是一個矛盾，如果存儲的變跡變化深度間隔較大，變跡曲線在較大的深 度間隔上一直沒有變化，導(dǎo)致變跡不能及時反應(yīng)指向性的變化，如果變跡變化深度間隔較 小，需要存儲的數(shù)據(jù)量就較大，在逐點變跡下需要存儲大量數(shù)據(jù)，另外實現(xiàn)起來還是較為復(fù) 雜；有的考慮到偏轉(zhuǎn)角度的影響，通過采用偏轉(zhuǎn)角度或者偏轉(zhuǎn)角三角函數(shù)值作為地址對變 跡預(yù)存曲線進(jìn)行抽取，這種方法實現(xiàn)起來更為復(fù)雜，實現(xiàn)成本較高。現(xiàn)有技術(shù)要么耗費資源較多、要么實現(xiàn)起來較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡的方法及裝置，其是一種通過 實時查表的方法得到變跡曲線的方法和裝置，極大地節(jié)省了存儲器的空間，并且對不同角度掃描線可以實現(xiàn)不同變跡，從而對于偏轉(zhuǎn)掃描、T型掃描以及相控陣成像都能獲得最佳的 變跡效果，提高了超聲成像的質(zhì)量。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的裝置，其包括一個參數(shù)存儲器，存 儲變跡曲線表、陣元坐標(biāo)表、變焦增量表、變跡間隔表、索引轉(zhuǎn)化單位；一個累加器，用于累 加計算接收點的橫向、縱向坐標(biāo)；一個變跡間隔計算單元，用于計算接收點對應(yīng)的變跡間 隔；一個變跡值索引單元，用于計算變跡值的索引，并從變跡曲線表中索引出變跡值。所述變跡間隔計算單元包括變跡間隔索引計算單元和插值計算單元。所述變跡值索引單元包括橫向距離計算單元和距離索引的轉(zhuǎn)換計算單元。一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的方法，包括以下步驟A.將變跡曲線表、陣元坐標(biāo)表、變焦增量表、變跡間隔表、索引轉(zhuǎn)化單位存儲在存 儲器中；B.計算接收焦點的深度，并根據(jù)變跡間隔表的存儲深度間隔計算索引，從變跡間 隔表中索引出變跡間隔，然后通過插值方法求出該接收焦點對應(yīng)的變跡間隔；C.計算接收通道與接收焦點的橫向距離，并用橫向距離、變跡間隔、索引轉(zhuǎn)化單位 計算變跡索引，從變跡曲線表中索引出變跡值，對所有通道都求出變跡值，即得到了該接收 焦點下的變跡曲線；所述變跡曲線表可以為harming、hamming等曲線的右半部分。所述接收焦點深度計算可以采用變焦增量累加的方法。也可以采用變焦增量與接 收焦點序號乘積的方法。所述變跡間隔的插值方法為可以為線性插值方法，也可以為其它插值計算方法。本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)起來簡單、資源耗費低，并且能夠最好貼近探頭陣元指向 性變化的變跡方法和裝置，從而提高了超聲系統(tǒng)的成像質(zhì)量。


圖1為變跡加權(quán)在超聲系統(tǒng)中的位置；圖2為本發(fā)明實施例變跡曲線計算結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實施例焦點F處變跡曲線示意。
具體實施例方式下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖所示用于變跡加權(quán)的變跡系數(shù)通過以下三個步驟進(jìn)行實時計算索引第一 步計算接收焦點沿探頭表面法線方向(在這里用縱向表示)的深度作為變跡深度，根據(jù)變 跡深度從變跡間隔表中索引出變跡間隔；第二步根據(jù)陣元坐標(biāo)與焦點的沿探頭表面切線方 向(在這里用橫向表示)距離作為變跡距離，之后與變跡間隔、索引轉(zhuǎn)化單位等參數(shù)一起用 于計算變跡索引；最后用變跡索引去預(yù)存的變跡曲線表中索引出相應(yīng)通道的變跡值。一、參數(shù)預(yù)存預(yù)存的參數(shù)包括變跡曲線表、陣元坐標(biāo)表、變焦增量表、變跡間隔表、索引轉(zhuǎn)化單 位。
1)存儲變跡曲線表，由于變跡曲線一般是對稱的，因此只存儲該曲線的右半段，用 于后續(xù)的變跡系數(shù)計算，一條變跡曲線最好在4倍陣元數(shù)的點數(shù)以上，如128陣元探頭的變 跡曲線可以是512點。存儲變跡曲線的右半邊256點作為變跡曲線表。變跡曲線可以是 harming、hamming等各種窗函數(shù)形式。2)陣元坐標(biāo)表只需存儲陣元的橫向坐標(biāo)，用于計算變跡距離。3)變焦增量是指相鄰接收焦點之間(為了避免計算量太大，相鄰接收焦點一般隔 開若干個接收信號采樣點，如8個采樣點)橫向和縱向坐標(biāo)之間的距離，用于計算接收焦點 的坐標(biāo)。4)變跡間隔是指在某一變跡深度下，兩個相鄰?fù)ǖ赖淖冔E系數(shù)在預(yù)存變跡曲線上 的索引值差異，本發(fā)明采用等間隔索引變跡，變跡間隔由接收孔徑以及變跡曲線的點數(shù)決 定。按照一定深度間隔存儲變跡間隔，如128個接收信號采樣點存儲一個變跡間隔。5)索引轉(zhuǎn)化單位是指由探頭陣元間距(pitch)決定的變跡距離到變跡曲線索引 值之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的最小單位。二、變跡深度由于不同深度的變跡曲線要求不同在較淺的位置，信號信噪比足夠高，但要求旁 瓣足夠低，而在較深的位置則信噪比較低，對旁瓣要求較低。不同深度的變跡間隔不同，為 了獲得某個深度下的變跡間隔，需要實時計算變跡深度，變跡深度即為焦點的深度，通過對 變焦增量的縱向分量在累加器中進(jìn)行累加計算。如變焦增量縱向分量為Δ Fy，則變跡深度為Fy(J) =&(」-1) + 八&，令&(_1) = _AFy，j 為焦點編號，從 0 開始。三、變跡間隔在算出變跡深度后，根據(jù)變跡深度從變跡間隔存儲表中索引出變跡間隔，在索引 時通過線性插值或其他插值的方法計算出變跡間隔。如變跡間隔變化的深度間隔為Ad，變跡間隔的索引值為
F (i)IndexApoInt = /oor(^)
F (j)a = ^—IndexApolnt索引出IndexAp。Int和IndexAp。Int+l的變跡間隔值，并計算變跡間隔ApoInt (j) = (1_ α ) *ApoInt (IndexApoInt) + α *ApoInt (IndexApoInt+l)四、變跡距離首先在累加器中累加計算出焦點的橫向坐標(biāo)分量如變焦增量橫向分量為AFx，則焦點橫向坐標(biāo)為Fx(J) =&(」-1) + 八&，令&(_1) =-AFX，j 為焦點編號，從 0 開始。則通道η的變跡距離為ApoDisj (n) = round{abs [Chx(η)-Fx (j) ]}，其中 Chx (η)為通道 η 的橫向坐標(biāo)。五、變跡索引通過兩次乘法運算，根據(jù)變跡距離和變跡間隔可以計算出通道η在焦點j處的變 跡索引值
ApoIndexj (n) = ApoDisj (η) *ApoInt (j) *Uindex，其中 Uindex 是由陣元間距決定的索 引轉(zhuǎn)化單位六、變跡曲線最后用變跡索引ApoIndexj (η)從變跡曲線表中索引通道η在焦點j處的變跡值， 在索引時如果ApoIndexj (η)超出了變跡曲線表的表長，則通道η在焦點j處的變跡值為O。 如表長為256時，ApoIndexj (η)值超過255 (索引值從O開始計)，則變跡值為O。用實時計算出的變跡值對64通道回波數(shù)據(jù)進(jìn)行變跡和后續(xù)處理即可以得到波束 合成數(shù)據(jù)。上述方案闡述的是其中較優(yōu)的一種實施例，在實施時也可以將變焦增量設(shè)置為相 鄰兩個信號采樣點之間的橫向和縱向距離，來實現(xiàn)逐個信號采樣點的變跡，或者降低精度 要求不實現(xiàn)逐點變跡而使變跡按一定的深度間隔進(jìn)行變化的方式提供變跡曲線。這些方案 都沒有脫離本發(fā)明的核心思想，即通過縱向(掃描深度方向)和橫向(陣元排列方向)距 離來計算變跡曲線，最終實現(xiàn)波束合成。本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和精神，可以有多種變形方案實現(xiàn)本發(fā)明， 以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實施例而已，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運用本 發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的方法，其特征在于包括以下步驟A.將變跡曲線表、陣元坐標(biāo)表、變焦增量表、變跡間隔表、索引轉(zhuǎn)化單位存儲在存儲器中；B.計算接收焦點的深度，并根據(jù)變跡間隔表的存儲深度間隔計算索引，從變跡間隔表中索引出變跡間隔，然后通過插值方法求出該接收焦點對應(yīng)的變跡間隔；C.計算接收通道與接收焦點的橫向距離，并用橫向距離、變跡間隔、索引轉(zhuǎn)化單位計算變跡索引，從變跡曲線表中索引出變跡值，對所有通道都求出變跡值，即得到了該接收焦點下的變跡曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的方法，其特征 在于所述變跡曲線表為一條完整對稱曲線的右半部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的方法，其特征 在于所述接收焦點深度計算采用變焦增量累加的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的方法，其特征 在于所述接收焦點深度計算采用變焦增量與接收焦點序號乘積的方法。
5.一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的裝置，其特征在于其包括一個參數(shù) 存儲器，存儲變跡曲線表、陣元坐標(biāo)表、變焦增量表、變跡間隔表、索引轉(zhuǎn)化單位；一個累加 器，用于累加計算接收點的橫向、縱向坐標(biāo)；一個變跡間隔計算單元，用于計算接收點對應(yīng) 的變跡間隔；一個變跡值索引單元，用于計算變跡值的索引，并從變跡曲線表中索引出變 跡值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的裝置，其特征 在于所述變跡間隔計算單元包括變跡間隔索引計算單元和插值計算單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時計算變跡曲線的裝置，其特征 在于所述變跡值索引單元包括橫向距離計算單元和距離索引的轉(zhuǎn)換計算單元。全文摘要
本發(fā)明提供一種醫(yī)學(xué)超聲診斷系統(tǒng)中實時變跡的方法及裝置，其是一種通過實時查表的方法得到變跡曲線的方法和裝置，極大地節(jié)省了存儲器的空間，并且對不同角度掃描線可以實現(xiàn)不同變跡，從而對于偏轉(zhuǎn)掃描、T型掃描以及相控陣成像都能獲得最佳的變跡效果，提高了超聲成像的質(zhì)量。
文檔編號A61B8/00GK101961251SQ20101029620
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者張羽 申請人:深圳市藍(lán)韻實業(yè)有限公司