专利名称：一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明提供一种医学超声诊断系统中变迹的方法及装置，尤其涉及一种医学超声 诊断系统波束合成环节中一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的方法及装置。
背景技术：
在医学超声诊断系统中，波束合成环节的接收变迹对于消除旁瓣，提高图像对比 分辨率的一个关键处理步骤，传统的处理方法是预存变迹曲线，在进行波束合成时从存储 器中读出相应的变迹曲线进行变迹加权处理以完成波束合成。在超声成像系统中，由电路控制探头进行超声波的发射和接收，经过模拟放大和 采样后进入延时取值(根据焦点到通道的距离计算延时值，并取出相应延时时刻的信号 值)、变迹加权(利用变迹曲线对各个通道的取得的信号值进行加权处理)、孔径补偿(根 据变迹曲线的形状和接收孔径的大小对变迹加权的系数做幅度或者能量归一化处理)组 成的波束合成环节，然后进行各种信号处理得到用于诊断的超声图像，可见变迹环节处于 系统的前端，因此对最终的超声图像质量影响很大，如果在该环节处理不好，会很大程度上 降低超声成像的质量。各种超声成像模式如黑白成像、彩色成像、多普勒成像等一般都需要进行波束合 成环节才能够获得足够强的信号，可以说波束合成环节也是各种成像模式的关键环节。波 束合成环节将各个通道的回波数据根据成像焦点到各个通道的距离进行同相位的加权叠 加(即变迹加权处理)，这种变迹处理一方面增强了信噪比，另一方面降低了接收波束的旁 瓣，所以是影响超声成像质量的一个重要的环节。受探头阵元指向性的影响，不同扫描偏转角度、成像频率、扫描深度所采用的变迹 曲线也有所差异。一些传统的方法是存储不同深度的若干组变迹曲线直接用于波束合成， 一般存储的数据量较大，要求较多的存储空间；近年来出现了一些实时计算变迹曲线的方 法，如有的通过预存一条或半条对称的变迹曲线，以及不同深度的变迹抽取起点、步长、孔 径值等，在不同深度根据孔径值、抽取起点和步长抽取出各个通道的变迹值，对于扫描起点 变化以及偏转扫描线需要用不同的方法来计算抽取起点的偏移量进行补偿，此种方法变迹 精度和存储数据量是一个矛盾，如果存储的变迹变化深度间隔较大，变迹曲线在较大的深 度间隔上一直没有变化，导致变迹不能及时反应指向性的变化，如果变迹变化深度间隔较 小，需要存储的数据量就较大，在逐点变迹下需要存储大量数据，另外实现起来还是较为复 杂；有的考虑到偏转角度的影响，通过采用偏转角度或者偏转角三角函数值作为地址对变 迹预存曲线进行抽取，这种方法实现起来更为复杂，实现成本较高。现有技术要么耗费资源较多、要么实现起来较复杂。
发明内容
本发明提供一种医学超声诊断系统中实时计算变迹的方法及装置，其是一种通过 实时查表的方法得到变迹曲线的方法和装置，极大地节省了存储器的空间，并且对不同角度扫描线可以实现不同变迹，从而对于偏转扫描、T型扫描以及相控阵成像都能获得最佳的 变迹效果，提高了超声成像的质量。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的装置，其包括一个参数存储器，存 储变迹曲线表、阵元坐标表、变焦增量表、变迹间隔表、索引转化单位；一个累加器，用于累 加计算接收点的横向、纵向坐标；一个变迹间隔计算单元，用于计算接收点对应的变迹间 隔；一个变迹值索引单元，用于计算变迹值的索引，并从变迹曲线表中索引出变迹值。所述变迹间隔计算单元包括变迹间隔索引计算单元和插值计算单元。所述变迹值索引单元包括横向距离计算单元和距离索引的转换计算单元。一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的方法，包括以下步骤A.将变迹曲线表、阵元坐标表、变焦增量表、变迹间隔表、索引转化单位存储在存 储器中；B.计算接收焦点的深度，并根据变迹间隔表的存储深度间隔计算索引，从变迹间 隔表中索引出变迹间隔，然后通过插值方法求出该接收焦点对应的变迹间隔；C.计算接收通道与接收焦点的横向距离，并用横向距离、变迹间隔、索引转化单位 计算变迹索引，从变迹曲线表中索引出变迹值，对所有通道都求出变迹值，即得到了该接收 焦点下的变迹曲线；所述变迹曲线表可以为harming、hamming等曲线的右半部分。所述接收焦点深度计算可以采用变焦增量累加的方法。也可以采用变焦增量与接 收焦点序号乘积的方法。所述变迹间隔的插值方法为可以为线性插值方法，也可以为其它插值计算方法。本发明提供了一种实现起来简单、资源耗费低，并且能够最好贴近探头阵元指向 性变化的变迹方法和装置，从而提高了超声系统的成像质量。
图1为变迹加权在超声系统中的位置；图2为本发明实施例变迹曲线计算结构图；图3为本发明实施例焦点F处变迹曲线示意。
具体实施例方式下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明如图所示用于变迹加权的变迹系数通过以下三个步骤进行实时计算索引第一 步计算接收焦点沿探头表面法线方向(在这里用纵向表示)的深度作为变迹深度，根据变 迹深度从变迹间隔表中索引出变迹间隔；第二步根据阵元坐标与焦点的沿探头表面切线方 向(在这里用横向表示)距离作为变迹距离，之后与变迹间隔、索引转化单位等参数一起用 于计算变迹索引；最后用变迹索引去预存的变迹曲线表中索引出相应通道的变迹值。一、参数预存预存的参数包括变迹曲线表、阵元坐标表、变焦增量表、变迹间隔表、索引转化单 位。
1)存储变迹曲线表，由于变迹曲线一般是对称的，因此只存储该曲线的右半段，用 于后续的变迹系数计算，一条变迹曲线最好在4倍阵元数的点数以上，如128阵元探头的变 迹曲线可以是512点。存储变迹曲线的右半边256点作为变迹曲线表。变迹曲线可以是 harming、hamming等各种窗函数形式。2)阵元坐标表只需存储阵元的横向坐标，用于计算变迹距离。3)变焦增量是指相邻接收焦点之间(为了避免计算量太大，相邻接收焦点一般隔 开若干个接收信号采样点，如8个采样点)横向和纵向坐标之间的距离，用于计算接收焦点 的坐标。4)变迹间隔是指在某一变迹深度下，两个相邻通道的变迹系数在预存变迹曲线上 的索引值差异，本发明采用等间隔索引变迹，变迹间隔由接收孔径以及变迹曲线的点数决 定。按照一定深度间隔存储变迹间隔，如128个接收信号采样点存储一个变迹间隔。5)索引转化单位是指由探头阵元间距(pitch)决定的变迹距离到变迹曲线索引 值之间进行转换的最小单位。二、变迹深度由于不同深度的变迹曲线要求不同在较浅的位置，信号信噪比足够高，但要求旁 瓣足够低，而在较深的位置则信噪比较低，对旁瓣要求较低。不同深度的变迹间隔不同，为 了获得某个深度下的变迹间隔，需要实时计算变迹深度，变迹深度即为焦点的深度，通过对 变焦增量的纵向分量在累加器中进行累加计算。如变焦增量纵向分量为Δ Fy，则变迹深度为Fy(J) =&(」-1) + 八&，令&(_1) = _AFy，j 为焦点编号，从 0 开始。三、变迹间隔在算出变迹深度后，根据变迹深度从变迹间隔存储表中索引出变迹间隔，在索引 时通过线性插值或其他插值的方法计算出变迹间隔。如变迹间隔变化的深度间隔为Ad，变迹间隔的索引值为
F (i)IndexApoInt = /oor(^)
F (j)a = ^—IndexApolnt索引出IndexAp。Int和IndexAp。Int+l的变迹间隔值，并计算变迹间隔ApoInt (j) = (1_ α ) *ApoInt (IndexApoInt) + α *ApoInt (IndexApoInt+l)四、变迹距离首先在累加器中累加计算出焦点的横向坐标分量如变焦增量横向分量为AFx，则焦点横向坐标为Fx(J) =&(」-1) + 八&，令&(_1) =-AFX，j 为焦点编号，从 0 开始。则通道η的变迹距离为ApoDisj (n) = round{abs [Chx(η)-Fx (j) ]}，其中 Chx (η)为通道 η 的横向坐标。五、变迹索引通过两次乘法运算，根据变迹距离和变迹间隔可以计算出通道η在焦点j处的变 迹索引值
ApoIndexj (n) = ApoDisj (η) *ApoInt (j) *Uindex，其中 Uindex 是由阵元间距决定的索 引转化单位六、变迹曲线最后用变迹索引ApoIndexj (η)从变迹曲线表中索引通道η在焦点j处的变迹值， 在索引时如果ApoIndexj (η)超出了变迹曲线表的表长，则通道η在焦点j处的变迹值为O。 如表长为256时，ApoIndexj (η)值超过255 (索引值从O开始计)，则变迹值为O。用实时计算出的变迹值对64通道回波数据进行变迹和后续处理即可以得到波束 合成数据。上述方案阐述的是其中较优的一种实施例，在实施时也可以将变焦增量设置为相 邻两个信号采样点之间的横向和纵向距离，来实现逐个信号采样点的变迹，或者降低精度 要求不实现逐点变迹而使变迹按一定的深度间隔进行变化的方式提供变迹曲线。这些方案 都没有脱离本发明的核心思想，即通过纵向(扫描深度方向)和横向(阵元排列方向)距 离来计算变迹曲线，最终实现波束合成。本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明， 以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
权利要求
一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的方法，其特征在于包括以下步骤A.将变迹曲线表、阵元坐标表、变焦增量表、变迹间隔表、索引转化单位存储在存储器中；B.计算接收焦点的深度，并根据变迹间隔表的存储深度间隔计算索引，从变迹间隔表中索引出变迹间隔，然后通过插值方法求出该接收焦点对应的变迹间隔；C.计算接收通道与接收焦点的横向距离，并用横向距离、变迹间隔、索引转化单位计算变迹索引，从变迹曲线表中索引出变迹值，对所有通道都求出变迹值，即得到了该接收焦点下的变迹曲线。
2.根据权利要求1所述的一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的方法，其特征 在于所述变迹曲线表为一条完整对称曲线的右半部分。
3.根据权利要求1所述的一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的方法，其特征 在于所述接收焦点深度计算采用变焦增量累加的方法。
4.根据权利要求1所述的一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的方法，其特征 在于所述接收焦点深度计算采用变焦增量与接收焦点序号乘积的方法。
5.一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的装置，其特征在于其包括一个参数 存储器，存储变迹曲线表、阵元坐标表、变焦增量表、变迹间隔表、索引转化单位；一个累加 器，用于累加计算接收点的横向、纵向坐标；一个变迹间隔计算单元，用于计算接收点对应 的变迹间隔；一个变迹值索引单元，用于计算变迹值的索引，并从变迹曲线表中索引出变 迹值。
6.根据权利要求5所述的一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的装置，其特征 在于所述变迹间隔计算单元包括变迹间隔索引计算单元和插值计算单元。
7.根据权利要求5所述的一种医学超声诊断系统中实时计算变迹曲线的装置，其特征 在于所述变迹值索引单元包括横向距离计算单元和距离索引的转换计算单元。全文摘要
本发明提供一种医学超声诊断系统中实时变迹的方法及装置，其是一种通过实时查表的方法得到变迹曲线的方法和装置，极大地节省了存储器的空间，并且对不同角度扫描线可以实现不同变迹，从而对于偏转扫描、T型扫描以及相控阵成像都能获得最佳的变迹效果，提高了超声成像的质量。
文档编号A61B8/00GK101961251SQ20101029620
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者张羽 申请人:深圳市蓝韵实业有限公司