一种提高二维阵列实时超声体成像质量的方法

摘要

本发明公开了一种提高二维阵列实时超声体成像质量的方法，包括以下步骤：设置面阵阵列的发射和接收阵列布局，对面阵阵列执行参数初始化，将超声波的扫描区域的极坐标形式转换为直角坐标形式，利用远场连续波对面阵阵列的发射超声声场进行近似，以获取面阵阵列的空间脉冲响应，对接收到的超声波信号进行CF处理，根据处理后的超声波信号获取面阵阵列的双向脉冲回波响应，对双向脉冲回波响应进行归一化对数压缩变换。本发明能够降低面阵的阵元数量和通道数，降低三维超声系统的前端电路复杂程度，并提高三维图像质量，达到实时体成像。

主权项

1.一种提高二维阵列实时超声体成像质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）设置面阵阵列的发射和接收阵列布局；（2）对面阵阵列执行参数初始化；（3）将超声波的扫描区域的极坐标形式转换为直角坐标形式，其中r₀为扫描深度，θ为扫描仰角，为扫描方位角，0<θ≤π/2，直角坐标的横、纵坐标u和v分别为：（4）利用远场连续波对面阵阵列的发射超声声场进行近似，以获取面阵阵列的空间脉冲响应，具体而言，包括以下子步骤：（4-1）根据扫描区域的聚集中心对面阵阵列中的各阵元进行聚焦延时，具体而言，聚焦中心为θ₀为聚焦中心的仰角，为聚焦中心的方位角。各个阵元到聚焦中心的聚焦延时Δt_nm为：$\Delta t_{\mathrm{nm}}=\frac{r_0}{c}-\frac{\sqrt{{(r_0{u}_0-\mathrm{nd})}^2+{(r_0{v}_0-\mathrm{md})}^2+{\left(\cos {\theta }_0{r}_0\right)}^2}}{c}$其中n=0..N-1，m=0...M-1，(n,m)用于表示面阵阵列中的各个阵元，N和M分别为面阵阵列中一行和一列的阵元数量，nd,md分别代表阵元(n,m)的坐标位置，(r₀u₀,r₀v₀)代表聚焦中心对直角坐标的投影；（4-2）获取面阵阵列中各阵元到达空间区域中各点的时间：$t_{\mathrm{nm}}=\frac{\sqrt{{(\mathrm{ru}-\mathrm{nd})}^2+{(\mathrm{rv}-\mathrm{md})}^2+{\left(\cos \mathrm{\theta r}\right)}^2}}{c}$（4-3）获取面阵阵列的发射空间脉冲响应其中代表发射超声波的波数,N₁,M₁为发射阵列中一行和一列的阵元数量，N₁×M₁为发射阵列中总的阵元数量；（4-4）获取面阵阵列的接收空间脉冲响应其中N₂,M₂为接收阵列中一行和一列的阵元数量，N₂×M₂为接收阵列中总的阵元数量；（5）对接收到的超声波信号进行CF处理，具体包括以下子步骤：（5-1）计算接收阵列中各个阵元所接收到的超声波信号所需的CF值：$\mathrm{CF}=\frac{\left|\underset{n=0}{\overset{N_2-1}{\Sigma }}\underset{m=0}{\overset{M_2-1}{\Sigma }}S(n,m)\right|}{N_2\times M_2\underset{n=0}{\overset{N_2}{\Sigma }}\underset{m=0}{\overset{M_2}{\Sigma }}{\left|S(n,m)\right|}^2}$其中表示各个阵元接收到的超声波信号；（5-2）根据CF值对接收到的超声波信号进行CF处理，具体采用以下公式：（6）根据处理后的超声波信号获取面阵阵列的双向脉冲回波响应（7）对双向脉冲回波响应进行归一化对数压缩变换：