本發(fā)明涉及超聲成像，具體涉及一種超聲成像方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、目前對(duì)超聲成像的信號(hào)流大致分為兩種，一種是先對(duì)接收到的射頻通道數(shù)據(jù)進(jìn)行波束合成，然后對(duì)波束合成后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，最后對(duì)解調(diào)后的波束合成后的信號(hào)根據(jù)不同的成像模式進(jìn)行后續(xù)信號(hào)處理操作；第二種是在模擬前端先對(duì)通道數(shù)據(jù)及進(jìn)行解調(diào)，然后對(duì)解調(diào)后的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行波束合成，最后對(duì)波束合成后的根據(jù)不同的成像模式進(jìn)行后續(xù)信號(hào)處理操作。

2、然而這些處理方式存在一定問題，例如，涉及基于解調(diào)后通道數(shù)據(jù)的波束合成，原理上相對(duì)難，實(shí)現(xiàn)起來較為困難，盡管解調(diào)后通道數(shù)據(jù)量大大降低，但由于計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源較少，因此不適用于低端機(jī)和便攜機(jī)，尤其是為了實(shí)現(xiàn)并行波束合成，其所需的計(jì)算資源仍然較大，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)雙向動(dòng)態(tài)聚焦。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種超聲成像方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決目前超聲成像實(shí)現(xiàn)雙向動(dòng)態(tài)聚焦過程中數(shù)據(jù)量過大的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種超聲成像方法，方法包括。

3、獲取陣元發(fā)射超聲波后傳播至發(fā)射焦點(diǎn)的時(shí)間；

4、調(diào)整陣元的發(fā)射延時(shí)，使得陣元發(fā)射超聲波后傳播至發(fā)射焦點(diǎn)的時(shí)間相同；

5、將發(fā)射焦點(diǎn)作為接收焦點(diǎn)，基于接收焦點(diǎn)的位置，計(jì)算陣元的第一接收延時(shí)；

6、基于第一接收延時(shí)，對(duì)陣元接收到的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行波束合成，得到第一波束合成數(shù)據(jù)；

7、對(duì)第一波束合成數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；

8、對(duì)解調(diào)后的第一波束合成數(shù)據(jù)進(jìn)行雙向動(dòng)態(tài)聚焦波束合成。

9、本發(fā)明實(shí)施例提供的超聲成像方法，分為兩步波束合成，對(duì)第一階段的波束合成，采用單點(diǎn)聚焦的波束合成方法，即，使得接收焦點(diǎn)和發(fā)射焦點(diǎn)相同，接著對(duì)第一階段的波束合成數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，并進(jìn)行第二階段的波束合成，通過兩次波束合成這一疊加過程，減少了延時(shí)的計(jì)算量，實(shí)現(xiàn)更高效且低成本的雙向動(dòng)態(tài)聚焦過程，同時(shí)也提高了信號(hào)的信噪比，使得超聲圖像的質(zhì)量顯著提高。

10、在一種可選的實(shí)施方式中，第一接收延時(shí)的計(jì)算公式如下：

11、

12、其中，ffocal為發(fā)射焦點(diǎn)的深度；

13、為發(fā)射焦點(diǎn)；

14、c為超聲波在組織中的傳播的速度；

15、te為各陣元發(fā)射超聲波傳播至發(fā)射焦點(diǎn)的時(shí)間；

16、為第l條超聲波接收線上的波束合成點(diǎn)的位置。

17、本發(fā)明實(shí)施例提供的超聲成像方法，通過調(diào)整各接收陣元的接收延時(shí)并補(bǔ)償這些時(shí)間差異，使各陣元接收到的信號(hào)在波束合成時(shí)能夠同相疊加，從而增強(qiáng)目標(biāo)點(diǎn)處的信號(hào)強(qiáng)度，以提高圖像的成像質(zhì)量。接收延時(shí)的計(jì)算與發(fā)射焦點(diǎn)位置、深度、超聲波傳播速度以及各陣元所在位置有關(guān)。通過采用單點(diǎn)聚焦的方式，使得對(duì)接收延時(shí)的計(jì)算可完全復(fù)用各陣元的發(fā)射延時(shí)，以降低計(jì)算量。

18、在一種可選的實(shí)施方式中，基于第一接收延時(shí)，對(duì)陣元接收到的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行波束合成的計(jì)算公式如下：

19、

20、其中，xle(t)為第l次發(fā)射的第e個(gè)陣元接收到的通道信號(hào)；

21、wle為第e個(gè)陣元對(duì)第l條第一波束合成線的權(quán)重系數(shù)；

22、ttofl1為第一接收延時(shí)。

23、本發(fā)明實(shí)施例提供的超聲成像方法，通過對(duì)不同的信號(hào)通道設(shè)定不同的權(quán)重系數(shù)后進(jìn)行求和，以得到一條波束合成接收線，以形成一個(gè)更為定向和集中的超聲波束，從而提高成像的橫向分辨率。多個(gè)信號(hào)的合成能夠增強(qiáng)總信號(hào)能量，減少噪聲干擾，提高圖像的對(duì)比度和清晰度。

24、在一種可選的實(shí)施方式中，對(duì)第一波束合成數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)的計(jì)算公式如下：

25、

26、其中，bf1l(t)為第l條第一波束合成階段的接收線；

27、e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)；

28、j是虛數(shù)單位；

29、為解調(diào)相位；

30、iqbf1l(t)為解調(diào)后的第l條第一波束合成階段的接收線。

31、本發(fā)明實(shí)施例提供的超聲成像方法，對(duì)波束合成后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以去除噪聲和不必要的干擾，以提高圖像的對(duì)比度和清晰度，這對(duì)于醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域至關(guān)重要。

32、在一種可選的實(shí)施方式中，對(duì)解調(diào)后的第一波束合成數(shù)據(jù)進(jìn)行雙向動(dòng)態(tài)聚焦波束合成，包括：

33、對(duì)解調(diào)后的波束合成信號(hào)進(jìn)行低通濾波，得到濾波波束信號(hào)；

34、對(duì)濾波波束信號(hào)進(jìn)行抽取，得到目標(biāo)濾波波束信號(hào)；

35、基于目標(biāo)濾波波束信號(hào)，計(jì)算陣元的第二接收延時(shí)；

36、基于第二接收延時(shí)，進(jìn)行雙向動(dòng)態(tài)聚焦波束合成。

37、本發(fā)明實(shí)施例提供的超聲成像方法，對(duì)解調(diào)后的波束合成信號(hào)進(jìn)行低通濾波，得到目標(biāo)濾波波束信號(hào)，通過計(jì)算信號(hào)的帶寬，計(jì)算出抽取率，對(duì)濾波波束信號(hào)進(jìn)行抽取，以使得抽取后的信號(hào)數(shù)據(jù)量減少，減輕了后續(xù)處理的計(jì)算負(fù)擔(dān)和存儲(chǔ)需求。同時(shí)，進(jìn)行第二階段的波束合成也進(jìn)一步提高了信號(hào)的信噪比，減少了噪聲對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響，從而改善成像質(zhì)量或通信性能，以實(shí)現(xiàn)高效低成本的雙向動(dòng)態(tài)聚焦波束合成。

38、在一種可選的實(shí)施方式中，第二接收延時(shí)的計(jì)算公式如下：

39、

40、其中，ffocal為發(fā)射焦點(diǎn)深度；

41、為第一波束合成階段第l條波束合成線焦點(diǎn)深度的位置；

42、為雙向動(dòng)態(tài)聚焦波束合成階段第k條波束合成線上各點(diǎn)的位置；

43、c為超聲波在組織中的傳播的速度。

44、本發(fā)明實(shí)施例提供的超聲成像方法，根據(jù)第二階段波束合成線上點(diǎn)的深度與發(fā)射焦點(diǎn)的位置關(guān)系的不同，選用不同的計(jì)算公式，以準(zhǔn)確計(jì)算出任一接收線的接收延時(shí)。

45、在一種可選的實(shí)施方式中，基于第二接收延時(shí)，進(jìn)行雙向動(dòng)態(tài)聚焦波束合成的計(jì)算公式如下：

46、

47、其中，bf2k(t)為雙向動(dòng)態(tài)聚焦波束合成階段第k條接收線；

48、wl為第l條第一波束合成階段接收線對(duì)第k條雙向動(dòng)態(tài)聚焦波束合成階段接收線的權(quán)重系數(shù)；

49、ttofl2為第二接收延時(shí)。

50、本發(fā)明實(shí)施例提供的超聲成像方法，因各接收延時(shí)表征各發(fā)射焦點(diǎn)到一接收線上的任一接收點(diǎn)的接收延時(shí)，因此實(shí)現(xiàn)了接收動(dòng)態(tài)聚焦，同時(shí)基于接收延時(shí)計(jì)算，將各發(fā)射焦點(diǎn)到同一個(gè)接收點(diǎn)的信號(hào)加起來，完成了發(fā)射動(dòng)態(tài)聚焦，因此，該計(jì)算過程整體上實(shí)現(xiàn)了發(fā)射接收的雙向動(dòng)態(tài)聚焦。

51、第二方面，本發(fā)明提供了一種超聲成像裝置，裝置包括：

52、獲取模塊，用于獲取陣元發(fā)射超聲波后傳播至發(fā)射焦點(diǎn)的時(shí)間；

53、調(diào)整模塊，用于調(diào)整陣元的發(fā)射延時(shí)，使得陣元發(fā)射超聲波后傳播至發(fā)射焦點(diǎn)的時(shí)間相同；

54、計(jì)算延時(shí)模塊，用于將發(fā)射焦點(diǎn)作為接收焦點(diǎn)，基于接收焦點(diǎn)的位置，計(jì)算陣元的第一接收延時(shí)；

55、計(jì)算數(shù)據(jù)模塊，用于基于第一接收延時(shí)，對(duì)陣元接收到的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行波束合成，得到第一波束合成數(shù)據(jù)；

56、解調(diào)模塊，用于對(duì)第一波束合成數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；

57、合成模塊，用于對(duì)解調(diào)后的第一波束合成數(shù)據(jù)進(jìn)行雙向動(dòng)態(tài)聚焦波束合成。

58、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器和處理器之間互相通信連接，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，處理器通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的超聲成像方法。

59、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的超聲成像方法。