专利名称：基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及医学超声成像领域，特别涉及一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法及装置。
背景技术：
在医学超声成像领域，基于声场叠加或图像叠加的合成孔径聚焦(syntheticaperture focusing, SAF)方法得到了广泛应用。与传统的延时叠加波束合成方法相比，合成孔径聚焦成像是一种比较有潜力的超声成像方法，能够明显提高图像的分辨率，但是该方法要求采样和存储每一个孔径点的整个回波信号，即全波采样，其重建理论较复杂，且成像的分辨率对于成像深度有很大的依赖性，无论对软件和硬件要求都比较高；其次单一利用合成孔径聚焦技术，超声成像的回波信号信噪比SNR很低，具有较高的旁瓣等级，图像的对比度、分辨率较差。因此，为进一步提高超声图像的分辨率和增加探测深度，研究学者开 展了一系列新方法、新技术的研究。近年来，虚拟阵元的概念已广泛应用于军事、民用通信以及雷达天线探测系统等阵列信号处理领域，基本思想是在保持真实阵元数目不变的情况下，应用虚拟阵元技术使得阵元数目在虚拟上得到增加，从而减小波束宽度，提高分辨率。然而，目前在国内超声成像领域，虚拟阵元技术应用甚少。随着临床诊断需求的不断增加，对超声成像系统的成像质量提出了更高的要求。因此急需一种提高超声成像的分辨率的聚焦波束合成方法及装置。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种提高超声成像的分辨率的聚焦波束合成方法及装置。本发明的目的之一是提出一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法；本发明的目的之二是提出一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成装置。本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的本发明提供的一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法，包括以下步骤SI :利用单一固定焦点进行发射和接收超声波；S2 :将回波数据进行第一次延时叠加波束合成聚焦；S3 :利用虚拟阵元方法根据第一次聚焦形成的数据来计算聚焦延时参数；S4 :根据聚焦延时参数进行第二次延时叠加波束合成聚焦；S5 :得到最终成像的扫描线回波数据。进一步，所述第一次波束合成形成的数据存储于缓存器FIFO中。进一步，所述第一次聚焦包括以下步骤S21 :通过以下公式来计算滑动子孔径中第i个虚拟阵元的位置Xi为
权利要求
1.一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法，其特征在于包括以下步骤 ·Si:利用单一固定焦点进行发射和接收超声波； ·52:将回波数据进行第一次延时叠加波束合成聚焦； ·53:利用虚拟阵元方法根据第一次聚焦形成的数据来计算聚焦延时参数； ·54:根据聚焦延时参数进行第二次延时叠加波束合成聚焦； ·55:得到最终成像的扫描线回波数据。
2.根据权利要求I所述的基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法，其特征在于所述第一次波束合成形成的数据存储于缓存器FIFO中。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法，其特征在于所述第一次聚焦包括以下步骤 ·521:通过以下公式来计算滑动子孔径中第i个虚拟阵元的位置Xi为
4.根据权利要求3所述的基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法，其特征在于所述第二次聚焦包括以下步骤 ·541:读取缓存器FIFO中的数据并通过以下公式判断数据样本点是否为有效样本点
5.基于虚拟阵元的双聚焦波束合成装置，其特征在于包括波束发射接收器、第一波束形成器BFl、第二波束形成器BF2和缓存器FIFO ； 所述波束发射接收器，用于利用滑动子孔径采用固定单一焦点进行发射和接收聚焦；所述第一波束形成器BFl，用于将各个通道的回波数据通过波束形成器BFl进行DAS波束合成； 所述缓存器FIFO，用于存储BFl输出数据； 所述第二波束形成器BF2，用于接收缓存器FIFO中的数据并结合动态聚焦方法进行延时叠加合成波束，得到最终成像的回波数据； 所述成像显示器，用于显示最终成像的回波数据。
6.根据权利要求5所述的基于虚拟阵元的双聚焦波束合成装置，其特征在于所述第一波束形成器BFl包括以下模块虚拟阵元位置确定模块、虚拟阵元延时确定模块和回波数据扫描模块， 所述虚拟阵元位置确定模块，用于通过以下公式来计算滑动子孔径中第i个虚拟阵元的位置Xi为
7.根据权利要求6所述的基于虚拟阵元的双聚焦波束合成装置，其特征在于所述第二波束形成器BF2包括以下模块有效样本点判断模块、半孔径角0 a计算模块，虚拟阵元延时参数模块和第二回报数据扫描模块， 所述有效样本点判断模块，用于读取缓存器FIFO中的数据并通过以下公式判断数据样本点是否为有效样本点
全文摘要
本发明公开了一种基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法及装置，首先利用单一固定焦点进行第一次聚焦；然后利用虚拟阵元的概念计算第二次聚焦的延时参数；最后再根据延时叠加波束合成的原理及动态聚焦技术进行第二次聚焦，得到最终成像的扫描线数据。本发明采用将虚拟阵元技术引入到超声成像系统，结合延时叠加波束合成方法，利用2次延时叠加实现双聚焦波束合成超声成像。该方法本质就是利用两次延时叠加进行多个重叠声场的相关有效信息的提取，从而增加声波信号的信息量和能量，使得成像效果获得大幅度的提高。该方法利用两个波束合成器BF1和BF2以及一个FIFO缓存器通过两次延时叠加，无需再存储大量的低分辨率回波数据。
文档编号A61B8/00GK102727256SQ20121025547
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者唐英勇, 王平, 蒋辉, 赵久明 申请人:重庆博恩富克医疗设备有限公司