一种超声成像方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学成像技术领域，特别涉及一种超声成像方法及装置。
【背景技术】
[0002] 医学超声成像技术经过半个多世纪的发展，由于其实时性强、对软组织鉴别力高、 易于使用和经济性好等优点，已经成为医学临床中应用最广泛的影像技术和临床多种疾病 诊断的首选方法。
[0003] 传统超声成像的帧频很低，通常在十几帧到几十帧之间。对于高硬度组织弹性成 像、大动脉高速血流成像、心脏成像、以及追踪超声造影剂状态变化等成像目标快速运动因 而需要极高帧频的应用领域，传统超声成像的帧频已经远远无法满足需要。
[0004] 超声平面波成像技术包括超声平面波发射和相应的超声回波波束形成技术，超声 成像技术能将传统的超声成像帧频（一般为十几帧到几十帧）提高几百倍，达到10000~ 20000帧。该方法一般将线阵换能器的所有阵元都用于发射，采用互相之间没有相对延时的 相同电压脉冲，同时激励线阵换能器各个阵元以产生沿垂直于换能器表面方向向前传播的 超声平面波；接收回波信号时，采用基于图像像素点位置的DAS(DelayandSum，延时叠加 法）波束形成技术形成一幅二维图像。这样，只需要一次发射/接收即可完成一次二维成 像，极大地提高了成像帧频。但是，由于在使用平面波成像技术时，超声能量均匀地分布在 整个二维成像平面，从不同散射物反射的回波会混叠在一起，被各个通道接收，难以区分。 因此，由普通的波束形成方法得到的图像会出现很明显的伪影干扰。
[0005] 为解决这一问题，多角度相干叠加成像法被提出。该方法从2N+1(N为某一正整 数）个角度（其中一个角度为通常使用的垂直于超声换能器表面的角度，其他2N个角度围 绕这个垂直角度呈对称形态分布，如-2°，-1°，0°，1°，2° )的发射超声平面波并同样 采用基于图像像素点位置的DAS波束形成技术获得2N+1幅二维图像，将这些图像进行叠 加，相当于从多个角度发射的超声平面波之间实现了相干增强，产生类似于聚焦的效果，从 而实现了图像分辨率和对比度的增强。N值越大，对分辨率和对比度的提高效果就越显著。 利用这一技术，已经实现了高时空分辨率的，能够对全脑微血管响应脑部活动所产生的动 态变化进行实时成像的新技术--超声脑功能成像技术（functionalultrasound,fUS) 〇 高达千赫兹数量级的帧频成像效果，是研宄动态血流变化情况的关键。此外，该技术还被 应用到多个生物医学超声学的前沿研宄方向上，如实时三维超声成像、高速多普勒血流流 场速度分布成像、二维实时弹性成像、心脏、大动脉应变成像等，具有十分广阔的应用前景。 但是，多角度相干叠加成像法相当于再次降低了帧频，例如，采用普通的超声平面波成像方 法，可以实现10000帧每秒的帧频，但为了提高图像的分辨率和对比度，改为采用多角度相 干叠加成像法，由51个角度的发射/接收结果合成一幅图像，帧频就下降到了低于200帧 每秒。因此，多角度相干叠加成像法的应用范围受到严重地制约。
[0006] 综上所述，如何在保证帧频不下降的同时，尽可能地提高图像的分辨率和对比度， 成为超声波成像需要解决的重要问题。
【发明内容】
[0007] 为解决上述技术的问题，本发明提出一种超声成像方法及装置。
[0008] 为实现上述目的，本发明提供了一种超声成像方法，该方法包括：
[0009] 获取NXK个第一时间延迟数据tn，k;其中，所述第一时间延迟数据tn，k为超声信 号从超声发射时刻开始，经过第n个散射子的散射，再回到超声换能器阵列的第k个通道位 置的总的时间延迟；N表示所要成的超声图像的像素点数，K表示超声换能器阵列中阵元数 目；n表不某一个散射子，散射子n= 1，2，......，N;k表不超声换能器阵列中某一个通道， k= 1，2，……，K;
[0010] 获取DXK个第二时间延迟数据td，k;其中，所述第二时间延迟数据td，k为已知从超 声发射时刻开始，经过时间延迟，开始对超声回波射频信号进行采样，得到超声回波射频数 字信号，第k个通道接收到所述超声回波射频数字信号的第d个数据点的时刻相对于超声 信号发送时刻的时间延迟；D表示每个通道的采样点数，d表示一通道接收到超声回波射频 数字信号的某一数据点，d= 1，2,……，D;
[0011] 将所述超声回波射频数字信号对应地矩阵变换为长度为DXK的向量s;
[0012] 利用所述向量s中第k个通道的数据点d对应的第二时间延迟数据td，k以及相同 通道下对应的第一时间延迟数据tn，k确定矩阵M;其中，所述矩阵M为稀疏矩阵；
[0013] 根据所述向量s和所述矩阵M建立方程组；其中，所述方程组为：s=MI;1为表示 散射子的散射强度分布的长度为N的向量；
[0014] 对所述方程组通过压缩感知算法进行求解，得到向量I;
[0015] 根据所述向量I确定所要成的超声图像。
[0016] 优选地，所述确定矩阵M的步骤包括：
[0017] 对第k个通道的数据点d建立长度为N的向量m，获得DXK个向量m;所述向量m 中的每个元素确定方法为：如果第k个通道的数据点d对应的第二时间延迟数据td，k以及
【主权项】
1. 一种超声成像方法，其特征在于，该方法包括： 获取NXK个第一时间延迟数据tn，k;其中，所述第一时间延迟数据t n，k为超声信号从 超声发射时刻开始，经过第η个散射子的散射，再回到超声换能器阵列的第k个通道位置的 总的时间延迟；N表示所要成的超声图像的像素点数，K表示超声换能器阵列中阵元数目； η表不某一个散射子，散射子η = 1，2，......，N ;k表不超声换能器阵列中某一个通道，k = 1,2,……，K; 获取DXK个第二时间延迟数据td，k;其中，所述第二时间延迟数据td， k为已知从超声发 射时刻开始，经过时间延迟，开始对超声回波射频信号进行采样，得到超声回波射频数字信 号，第k个通道接收到所述超声回波射频数字信号的第d个数据点的时刻相对于超声信号 发送时刻的时间延迟；D表示每个通道的采样点数，d表示一通道接收到超声回波射频数字 信号的某一数据点，d = 1，2，……，D; 将所述超声回波射频数字信号对应地矩阵变换为长度为DXK的向量s ; 利用所述向量s中第k个通道的数据点d对应的第二时间延迟数据td，k以及相同通道 下对应的第一时间延迟数据tn，k确定矩阵M ;其中，所述矩阵M为稀疏矩阵； 根据所述向量s和所述矩阵M建立方程组；其中，所述方程组为：s = MI ;1为表示散射 子的散射强度分布的长度为N的向量； 对所述方程组通过压缩感知算法进行求解，得到向量I ; 根据所述向量I确定所要成的超声图像。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定矩阵M的步骤包括： 对第k个通道的数据点d建立长度为N的向量m，获得D X K个向量m ;所述向量m中的 每个元素确定方法为：如果第k个通道的数据点d对应的第二时间延迟数据td，k以及相同 通道下对应的第一时间延迟数据tn，k满足
，则从第η个散射子散射的超声回 波信息包括在第k个通道的数据点d中，则向量m中第η个元素设为1，否则，设为O ; 将DXK个向量m构造成一个DXK行、N列的矩阵Μ。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述超声信号为超声平面波信号。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，