一种超声成像方法及装置

本申请涉及超声成像，特别涉及一种超声成像方法及装置。

背景技术：

1、超声探头阵列通过向待测对象发射超声波，然后可以接收与待测对象作用产生的回波进行声阻抗结构参数，从而实现成像，作为辅助诊断等多种方向的影像学依据。

2、在传统的超声成像方法中，一般采用均匀的声速，如人体组织中常用1540m/s的声速进行动态聚焦、深度信息标定。但在多种非匀质组合物体的超声成像中，由于不同物质组合物中声速的差异较大，采用同样的声速成像会引起强畸变效应，造成影像结果中的伪影或散射点位置错误等问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种超声成像方法及装置。

2、第一方面，提供一种超声成像方法，该方法包括：

3、通过超声探头阵列获取待测对象中目标区域所对应的第一超声发射数据与第一超声回波数据；

4、根据所述第一超声发射数据与第一超声回波数据进行深度迁移，获得多个迁移深度层各自对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据；任意第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据中，包括超声波在所述第i个迁移深度层的声速；

5、根据所述第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据，计算所述第i个迁移深度层所对应的响应矩阵；

6、根据预先确定的声速范围，以所述第i个深度迁移层所对应的响应矩阵的副对角线上信号强度的半高宽的最小值为收敛目标，对所述第i个深度迁移层所对应的响应矩阵的声速进行寻优，获得所述第i个迁移深度层所对应的寻优声速。

7、在一种可能的实施方式中，通过所述超声探头阵列，以全矩阵采集方式，获取所述待测对象中目标区域所对应的第一超声发射数据与第一超声回波数据。

8、在一种可能的实施方式中，所述根据所述第一超声发射数据与第一超声回波数据进行深度迁移，获得多个迁移深度层各自对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据，包括：

9、根据所述第一超声发射数据与第一超声回波数据，以及所述多个迁移深度层各自位于目标区域中的深度坐标，利用声波方程，计算所述多个迁移深度层各自对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据；其中所述第一超声发射数据与第一超声回波数据视为所述目标区域中的第0个迁移深度层。

10、在一种可能的实施方式中，所述根据所述第一超声发射数据与第一超声回波数据，以及所述多个迁移深度层各自位于目标区域中的深度坐标，利用声波方程，计算所述多个迁移深度层各自对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据，包括：

11、对位于时域中的所述第一超声发射数据与第一超声回波数据转换至频率-波数域；

12、根据位于所述频率-波数域中的所述第一超声发射数据与所述第一超声回波数据，以及所述多个迁移深度层各自位于目标区域中的深度坐标，利用声波方程，计算所述多个迁移深度层各自对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据。

13、在一种可能的实施方式中，所述根据所述第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据，计算所述第i个迁移深度层所对应的响应矩阵，包括：计算所述第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据的张量积；

14、根据所述第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据的频率对张量积求和，获得所述第i层迁移深度层所对应的响应矩阵。

15、在一种可能的实施方式中，计算所述第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据的张量积，包括：

16、将所述第i个迁移深度层所对应的第二超声回波数据与第二超声发射数据转换至频率域；

17、根据所述第i个迁移深度曾对应的位于所述频率域中第二超声回波数据与第二超声发射数据，计算所述第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据的张量积。

18、在一种可能的实施方式中，以二分法或黄金分割法，对所述第i个深度迁移层所对应的响应矩阵的声速进行寻优。

19、第二方面，提供一种超声成像装置，该装置包括：

20、数据采集单元，用于通过超声探头阵列获取待测对象中目标区域所对应的第一超声发射数据与第一超声回波数据；

21、数据迁移单元，用于根据所述第一超声发射数据与第一超声回波数据进行深度迁移，获得多个迁移深度层各自对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据；任意第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据中，包括超声波在所述第i个迁移深度层的声速；

22、数据计算单元，用于根据所述第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据，计算所述第i个迁移深度层所对应的响应矩阵；

23、数据寻优单元，用于根据预先确定的声速范围，以所述第i个深度迁移层所对应的响应矩阵的副对角线上信号强度的半高宽的最小值为收敛目标，对所述第i个深度迁移层所对应的响应矩阵的声速进行寻优，获得所述第i个迁移深度层所对应的寻优声速；

24、超声成像单元，用于根据所述第i个迁移深度层所对应的寻优声速与第i个深度迁移层所对应的响应矩阵，获得所述第i个迁移深度层的成像结果，并根据所述多个迁移深度层各自对应的成像结果获得目标成像结果。

25、第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算设备中执行时，计算设备执行第一方面中任一项所述的方法。

26、第四方面，提供一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现第一方面中任一项所述的方法。

27、本申请提供的技术方案中，为避免待测对象中不同组织结构层所对应的优先成像声速的不同，通过对采集到的第一超声发射数据与第一超声回波数据，进行深度迁移，从而获得待测对象目标区域中任意第i个迁移深度层各自对应的数据，即第i个第二超声发射数据与第二超声回波数据；然后，计算第i个迁移深度层对应的响应矩阵，并对超声波于第i个迁移深度层中的用于成像的声速进行寻优，从而获得超声波于第i个迁移深度层中的寻优声速；随后，采用第i个迁移深度层各自对应的寻优声速与响应矩阵进行超声成像，获得第i个迁移深度层所对应的一维成像结果；最后，根据多个迁移深度层所对应的一维的成像结果，以及各个迁移深度层各自的深度坐标，获得二维的目标成像结果，从而可以消除在成像时采用相同声速导致成像结果中出现的伪影问题。

技术特征：

1.一种超声成像方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超声成像方法，其中，所述通过超声探头阵列获取待测对象中目标区域所对应的第一超声发射数据与第一超声回波数据，包括：

3.根据权利要求1所述的超声成像方法，其中，所述根据所述第一超声发射数据与第一超声回波数据进行深度迁移，获得多个迁移深度层各自对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据，包括：

4.根据权利要求3所述的超声成像方法，其中，所述根据所述第一超声发射数据与第一超声回波数据，以及所述多个迁移深度层各自位于目标区域中的深度坐标，利用声波方程，计算所述多个迁移深度层各自对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据，包括：

5.根据权利要求1所述的超声成像方法，其中，所述根据所述第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据，计算所述第i个迁移深度层所对应的响应矩阵，包括：

6.根据权利要求5所述的超声成像方法，其中，所述计算所述第i个迁移深度层所对应的第二超声发射数据和第二超声回波数据的张量积，包括：

7.根据权利要求1-6中任一项所述的超声成像方法，其中，所述对所述第i个深度迁移层所对应的响应矩阵的声速进行寻优，包括：以二分法或黄金分割法，对所述第i个深度迁移层所对应的响应矩阵的声速进行寻优。

8.一种超声成像装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算设备中执行时，计算设备执行权利要求1-6中任一项所述的方法。

10.一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1-6中任一项所述的方法。

技术总结
本申请公开了一种超声成像方法及装置。该超声成像方法包括：获取第一超声发射数据与第一超声回波数据，并进行深度迁移，获得多个迁移深度层的第二超声发射数据和第二超声回波数据；根据第i个迁移深度层的第二超声发射数据和第二超声回波数据，计算第i个迁移深度层的第i个深度迁移层所对应的响应矩阵；根据预先确定的声速范围，以第i个深度迁移层所对应的响应矩阵的副对角线上信号强度的半高宽的最小值为收敛目标，对响应矩阵的声速进行寻优，获得第i个迁移深度层所对应的寻优声速；根据第i个迁移深度层所对应的寻优声速与响应矩阵，获得第i个迁移深度层的成像结果，并根据多个迁移深度层各自对应的成像结果获得目标成像结果。

技术研发人员：林伟军,莫笑海,李玉冰,苏畅,唐瑞,龙斌,崔立刚
受保护的技术使用者：中国科学院声学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29