超声波扫描方法、设备和计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及超声扫查控制技术领域，具体涉及一种超声波扫描方法、设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.超声波扫描是利用超声波在人体内传播，通过示波屏显示体内各种器官和组织对超声波的反射和减弱规律来诊断疾病的一种方法，根据示波屏上显示的回波的距离、弱强和多少，以及衰减是否明显，可以显示体内某些脏器的活动功能，并能确切地鉴别出组织器官是否含有液体或气体，或为实质性组织。现有超声波扫描的过程中，一般都是采用接收变迹，超声图像的分辨率较低。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种超声波扫描方法，以解决现有超声图像的分辨率较低的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种超声波扫描方法，应用于超声探头，所述超声探头具有若干阵元，该超声波扫描方法包括：在发射超声波时，控制输入至不同所述阵元的电压大小，或控制不同所述阵元超声波发射的时间长短以输出不同能量的超声波。
5.优选地，所述超声波扫描方法还包括以下步骤：控制各个所述阵元采用逐点变化的动态变迹接收反射的回波。
6.优选地，所述控制各个所述阵元采用逐点变化的动态变迹接收反射的回波的步骤包括：获取各个所述阵元的扫描线上各个接收点至对应所述阵元的实际距离；根据所述实际距离计算各个所述阵元的窗函数的系数。
7.优选地，所述控制各个所述阵元采用逐点变化的动态变迹接收反射的回波的步骤包括：获取各个所述阵元的扫描线与探头垂直方向的偏转夹角；根据所述偏转夹角计算各个所述阵元的窗函数的系数。
8.优选地，所述控制各个所述阵元采用逐点变化的动态变迹接收反射的回波的步骤还包括：各个所述阵元在聚焦时根据对应的所述窗函数计算加权值；根据所述加权值计算各个所述阵元的变迹信号；对各个所述变迹信号进行求和以得到超声探头接收的信号幅值。
9.优选地，计算所述加权值的公式为：
其中，a和b为根据身体不同部位选择的常数，且
‑
1≤a≤1，
ꢀ‑
1≤b≤1，n为阵元编号，n为阵元数量。
10.优选地，计算所述加权值的公式为：其中，a和b为根据身体不同部位选择的常数，且
‑
1≤a≤1，
ꢀ‑
1≤b≤1，n为阵元编号，n为阵元数量，θ为偏转夹角。
11.优选地，计算所述信号幅值的公式为：其中，t
n
为第n个阵元接收的阵元信号，ω
n
为第n个接收点的加权值。
12.本发明进一步提出一种超声波扫描设备，应用于超声探头，所述超声探头具有若干阵元，所述超声波扫描设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如下步骤：在发射超声波时，控制输入至不同阵元的电压大小，或控制不同阵元超声波发射的时间长短以输出不同能量的超声波。
13.本发明实施例提供的超声波扫描方法，通过控制超声探头中各个阵元输出不同能量的超声波，使得超声波对物体特定部位进行精确扫，以实现超声波的发射变迹，从而有利于提升超声图像的分辨率。
附图说明
14.图1为本发明中超声波扫描方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.本发明提出一种超声波扫描方法，应用于超声探头，超声探头具有若干阵元，如图1所示，该超声波扫描方法包括：步骤s10，在发射超声波时，控制输入至不同阵元的电压大小，或控制不同阵元超声波发射的时间长短以输出不同能量的超声波。
17.本步骤中，控制阵元输出不同能量超声波的方式具体可为对各个阵元施加不同大小的电压以及控制各个阵元超声波时间的长短，使得各个阵元可输出不同能量的超声波，从而对特定部位超声波扫描的强度，以实现超声波的发射变迹，从而有利于提升超声图像的分辨率。至于各个阵元接收反射的回波的方式参照现有的方式进行即可，如现有的动态
变迹接收方案，如采用固定函数进行对接收的回波数据进行处理，以在示波屏上显示超声图像。
18.本实施例中，通过控制超声探头中各个阵元输出不同能量的超声波，使得超声波对物体特定部位进行精确扫（具体方式可以参照闪光灯各个灯头不同亮度时，亮度高的灯头所照射的部位则更清晰），以实现超声波的发射变迹，从而有利于提升超声图像的分辨率。
19.在一较佳实施例中，如图1所示，在步骤s10之后还包括：步骤s20，控制各个阵元采用逐点变化的动态变迹接收反射的回波。
20.本实施例中，逐点没变化的动态变是指不同阵元对接收的回波进行加窗，即对每个接收的采样点的聚焦都有对应的变迹函数，这个变迹函数就决定了每个阵元的系数，其分配原理就是按照每个阵元到接收点的距离来进行的。简单说就是离当前接收的聚焦点越近，加权值越大。无论是近场、远场、还是两侧边缘通道均采用逐点加窗的方法，且系数能存为任意窗函数。
21.在一较佳实施例中，优选控制各个阵元采用逐点变化的动态变迹接收反射的回波的步骤包括：获取各个阵元的扫描线上各个接收点至对应阵元的实际距离；根据实际距离计算各个阵元的窗函数的系数。
22.本实施例中，根据每条线中不同点到各个阵元的距离不同，让每个阵元的系数跟着接收点变化而变化，优选实际距离越大则选择的数值越大。
23.在一较佳实施例中，优选控制各个阵元采用逐点变化的动态变迹接收反射的回波的步骤包括：获取各个阵元的扫描线与探头垂直方向的偏转夹角；根据偏转夹角计算各个阵元的窗函数的系数。
24.本实施例中，扫描方向发生变化即扫描线与探头垂直方向有偏转角， 随着扫描方向的变化，各窗函数根据扫描的不同角度做非对称的变化，扫描线偏向扫描线多一些，窗函数系数就大，权重就大。
25.在一较佳实施例中，优选控制各个阵元采用逐点变化的动态变迹接收反射的回波的步骤还包括：各个阵元在聚焦时根据对应的窗函数计算加权值；根据加权值计算各个阵元的变迹信号；对各个变迹信号进行求和以得到超声探头接收的信号幅值。
26.其中，计算加权值的公式为：其中，a和b为根据身体不同部位选择的常数，且
‑
1≤a≤1，
ꢀ‑
1≤b≤1，n为阵元编号，n为阵元数量。
27.或
其中，a和b为根据身体不同部位选择的常数，a和b即为上述系数，且
‑
1≤a≤1，
ꢀ‑
1≤b≤1，n为阵元编号，n为阵元数量，θ为偏转夹角。
28.而计算信号幅值的公式为：其中，t
n
为第n个阵元接收的阵元信号，ω
n
为第n个接收点的加权值。此时，ω
n
*t
n
为对应一个阵元的变迹信号。
29.举例说明，以阵元长度为l的128阵元线阵举例，n=128，n为128个阵元的编号，即根据接收深度，接收线共有m个接收点，编号为m的接收点接收孔径d
m
。根据不同身体组织，选择合适的孔径数值d
m
，d
m
范围从0/128到127/128的小数。m=接收深度/(声速*采样时间间隔)，m通常为508*图像深度厘米为单位。
30.设置阵元编号n=1，根据上述计算公式针对每个接收点计算其加权值，既为编号为m接收点，在阵元编号n=1的加权值，然后依次计算至n=128的加权值，共计128组件加权值。
31.此时，n=128，即rf=ω1*t1 ω2*t2……
ω
128
*t
128
，以此计算出各个接收线的变迹信号，从而在示波屏上生成超声图像。
32.同时，控制各个阵元发射时的电压和时间也可参照上述计算公式进行加权计算，从而便于实现发射动态变迹。
33.本发明提供的超声波扫描方法，实现的是逐点变化，逐点聚焦（即逐点聚焦指的是对每个接收的采样点进行聚焦处理，即如果一条扫描线有1024个回波采样信号，那么就要进行1024次聚焦处理；逐点变化的动态变迹，则是指的对每个接收的采样点也进行变迹处理，即如果一条扫描线有1024个回波采样信号，那么就要进行1024次变迹处理），每一点的延时不同，系数可存为任意窗函数，而且扫描方向发生变化，这个窗函数会根据不同角度做非对称的变化，扫描线偏向那个聚焦点多，该聚焦点的权重就大，能提高对人体器官扫描时图像均匀性。增加了发射变迹，使得发射的信号更聚焦。能根据不同的状态设置不同函数，针对不同扫描线密度、不同部位有不同的函数对应，使加权系数更灵活。变迹的窗函数会随着偏转角度而偏转，使加权窗函数始终与扫描线平行，从使偏转时的扫描图像更加精确。各个扫描线也可以有不同的窗函数，一般来说探头中间部分的扫描线，用的窗函数要更接近高斯函数，探头两个边缘部分，要更接近矩形窗。
34.基于上述超声波扫描方法，本发明还提出一种超声波扫描设备，应用于超声探头，超声探头具有若干阵元，该超声波扫描设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序指令，计算机程序指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如图1所示的超声波扫描方法中的各个步骤。
35.基于上述超声波扫描方法，本发明还提出一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时至少实现如图1所示的超声波扫描方法中的各个步骤。
36.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
37.作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
38.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
39.集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read
‑
only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
40.以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。