《一種超聲成像的方法和裝置》是深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司、深圳邁瑞科技有限公司於2011年12月1日申請的專利，該專利申請號為2011103933793，公布號為CN103126725A，公布日為2013年6月5日，發明人是桑茂棟、冒祖華、吉挺瀾。
《一種超聲成像的方法和裝置》實施例公開了一種對目標區域進行超聲成像的方法及裝置，包括：發射第一超聲脈衝並接收第一超聲回波信號；發射第二超聲脈衝並接收第二超聲回波信號；發射第三超聲脈衝並接收第三超聲回波信號；根據第一超聲回波信號、第二超聲回波信號和第三超聲回波信號提取回波信號分量；根據回波信號分量生成目標區域的超聲圖像；第三超聲脈衝的幅度權重與第一超聲脈衝和第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等。對多個超聲回波信號進行處理並調製，從而使得超聲回波信號中偶次非線性分量和奇次非線性分量的非對稱分量與線性分量和奇次非線性分量的對稱分量分離，並可以很方便地從超聲回波信號中提取出奇次非線性分量的非對稱分量和/或偶次非線性分量。
2021年6月24日，《一種超聲成像的方法和裝置》獲得第二十二屆中國專利銀獎。
（概述圖為《一種超聲成像的方法和裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種超聲成像的方法和裝置
- 公布號：CN103126725A
- 申請人：深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司、深圳邁瑞科技有限公司
- 發明人：桑茂棟、冒祖華、吉挺瀾
- 申請號：2011103933793
- 申請日：2011年12月1日
- 公布日：2013年6月5日
- 地址：廣東省深圳市南山區高新技術產業園區科技南十二路邁瑞大廈1-4層
- 代理機構：廣州華進聯合專利商標代理有限公司
- 代理人：何平
- Int. Cl.：A61B8/08(2006.01)I；A61B8/00(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,專利榮譽,
專利背景
在醫用超聲成像系統中，通常由發射電路向人體內發射超聲脈衝，利用超音波在人體組織界面處的反射，通過接收和處理載有人體組織特徵信息的回波，獲得人體組織的可見超聲圖像。
超聲成像中，由於混響的存在和分辨力的限制，超聲圖像對於弱邊界和小血管有時顯示模糊甚至無法顯示。在造影劑成像中，造影劑與周圍組織的聲阻抗差異大，可改變聲波在組織間的吸收、反射、散射和折射，從而使所在部位的回聲信號增強，增加圖像的對比分辨力。此外，造影劑微泡具有顯著的非線性特徵，在超聲脈衝的激勵下，伸縮和擴張的程度不同，導致其反射的超聲回波不僅包括與原超聲脈衝相對應的線性分量，而且還包括非線性分量。經過含造影劑的人體組織反射的超聲回波中，線性分量既包含組織的線性成分又包含造影劑的線性成分，檢測處理基波線性分量形成的超聲圖像對比解析度不高，無法清晰呈現造影劑在微血管和組織的灌注情況，影響臨床的鑑別診斷。因此，超聲造影成像中需要檢測超聲回波信號中的非線性分量。
發明內容
專利目的
《一種超聲成像的方法和裝置》提供一種能夠很好地分離超聲回波信號中的線性分量和非線性分量，並能夠方便地從超聲回波信號中提取出非線性分量的方法和裝置。
技術方案
《一種超聲成像的方法和裝置》實施例公開的技術方案包括：提供了一種對目標區域進行超聲成像的方法，其特徵在於，包括：向目標區域發射第一超聲脈衝；接收從所述目標區域反射的所述第一超聲脈衝的超聲回波，獲得第一超聲回波信號；向所述目標區域發射第二超聲脈衝；接收從所述目標區域反射的所述第二超聲脈衝的超聲回波，獲得第二超聲回波信號；向所述目標區域發射第三超聲脈衝；接收從所述目標區域反射的所述第三超聲脈衝的超聲回波，獲得第三超聲回波信號；根據所述第一超聲回波信號、所述第二超聲回波信號和所述第三超聲回波信號提取回波信號分量；根據所述回波信號分量生成所述目標區域的超聲圖像；其中，所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等。
《一種超聲成像的方法和裝置》實施例還提供了一種對目標區域進行超聲成像的裝置，其特徵在於，包括：探頭；發射電路，所述發射電路通過所述探頭向目標區域分別發射第一超聲脈衝、第二超聲脈衝和第三超聲脈衝；接收電路，所述接收電路通過所述探頭分別接收所述第一超聲脈衝的超聲回波，獲得第一超聲回波信號；接收所述第二超聲脈衝的超聲回波，獲得第二超聲回波信號；接收所述第三超聲脈衝的超聲回波，獲得第三超聲回波信號；信號處理模組，所述信號處理模組根據所述第一超聲回波信號、所述第二超聲回波信號和所述第三超聲回波信號提取回波信號分量；圖像處理模組，所述圖像處理模組根據所述回波信號分量生成所述目標區域的圖像；其中，所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等。
改善效果
《一種超聲成像的方法和裝置》實施例中，對多個幅度以及相位（或極性）不同的超聲脈衝的回波進行處理並調製回波信號，從而使調製後的信號中的線性分量和奇次非線性基波分量的對稱分量被搬離原來的頻率位置，而偶次非線性分量（例如二次非線性分量）和奇次非線性分量的非對稱分量，尤其是造影劑回波中的三次和更高階奇次成分產生的非線性基波分量，仍保留在原來的頻率位置，從而在不需要按照相互之間延時發射的方式發射多個超聲脈衝的情況下，即可使得超聲回波信號中偶次非線性分量和奇次非線性分量的非對稱分量與線性分量和奇次非線性分量的對稱分量分離，並可以很方便地從超聲回波信號中提取出奇次非線性分量的非對稱分量和/或偶次非線性分量用於後續的成像過程，比如造影成像。並且《一種超聲成像的方法和裝置》的實施例在不需要按照相互之間延時發射的方式發射多個超聲脈衝的情況下，即可實現線性分量和奇次非線性分量的對稱分量與偶次非線性分量和奇次非線性分量的非對稱分量，避免了控制多個超聲脈衝按照相互之間延時發射的方式發射的控制過程。
附圖說明
圖1為《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例的對目標區域進行超聲成像的裝置的框圖；
圖2為《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例的對目標區域進行超聲成像的方法的流程圖；
圖3為《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例的信號處理裝置的框圖；
圖4為《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例的第一操作信號、第三超聲回波信號和第二操作信號及其中的回波信號分量的時域波形示意圖；
圖5為《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例的非線性基波分量中對稱分量和非對稱分量的時域波形示意圖和頻譜示意圖；
圖6為《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例的第二操作信號經過低通濾波器濾波後輸出的非線性基波分量的時域波形示意圖和頻譜示意圖；
圖7為《一種超聲成像的方法和裝置》另一個實施例的信號處理裝置的框圖；
圖8為《一種超聲成像的方法和裝置》再一個實施例的信號處理裝置的框圖；
圖9為《一種超聲成像的方法和裝置》又一個實施例的信號處理裝置的框圖；
圖10為《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例的第三超聲回波信號、第四超聲回波信號和第五操作信號的時域波形示意圖和頻譜示意圖；
圖11為《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例的第五操作信號中的線性基波分量和二次非線性分量的時域波形示意圖和頻譜示意圖；
圖12為《一種超聲成像的方法和裝置》又一個實施例的信號處理裝置的框圖；
圖13為《一種超聲成像的方法和裝置》又一個實施例的信號處理裝置的框圖；
圖14為《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例的第六操作信號的時域波形示意圖和頻譜示意圖。
技術領域
《一種超聲成像的方法和裝置》涉及醫用超聲成像領域，尤其是涉及一種對目標區域進行超聲成像的方法和裝置。
權利要求
1、一種超聲成像的方法，其特徵在於，包括：向目標區域發射第一超聲脈衝；接收從所述目標區域反射的所述第一超聲脈衝的超聲回波，獲得第一超聲回波信號；向所述目標區域發射第二超聲脈衝；接收從所述目標區域反射的所述第二超聲脈衝的超聲回波，獲得第二超聲回波信號；向所述目標區域發射第三超聲脈衝；接收從所述目標區域反射的所述第三超聲脈衝的超聲回波，獲得第三超聲回波信號；根據所述第一超聲回波信號、所述第二超聲回波信號和所述第三超聲回波信號提取回波信號分量；根據所述回波信號分量生成所述目標區域的超聲圖像；其中，所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等；所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和方向相反；其中所述根據所述第一超聲回波信號、所述第二超聲回波信號和所述第三超聲回波信號提取回波信號分量包括：將所述第一超聲回波信號和所述第二超聲回波信號求和，獲得第一操作信號；將所述第三超聲回波信號與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第二操作信號；從所述第二操作信號中提取回波信號分量。
2、如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述將所述第三超聲回波信號與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第二操作信號包括：降採樣所述第三超聲回波信號，獲得第三超聲回波降採樣信號；降採樣所述第一操作信號，獲得第一操作降採樣信號；將所述第三超聲回波降採樣信號與所述第一操作降採樣信號交叉拼接，獲得第二操作信號。
3、如權利要求2所述的方法，其特徵在於：在降採樣所述第三超聲回波信號之前還包括：將所述第三超聲回波信號的每個第三超聲回波信號數據點與至少一個相鄰第三超聲回波信號數據點相加，相加所得的和替代所述第三超聲回波信號數據點；和/或在降採樣所述第一操作信號之前還包括：將所述第一操作信號的每個第一操作信號數據點與至少一個相鄰第一操作信號數據點相加，相加所得的和替代所述第一操作信號數據點。
4、如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括：向所述目標區域發射第四超聲脈衝；接收從所述目標區域反射的所述第四超聲脈衝的超聲回波，獲得第四超聲回波信號；其中：所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和方向相反；所述第四超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等，方向相同；以及根據所述第一超聲回波信號、所述第二超聲回波信號、所述第三超聲回波信號和所述第四超聲回波信號提取回波信號分量；根據所述回波信號分量生成所述目標區域的超聲圖像。
5、如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述根據所述第一超聲回波信號、所述第二超聲回波信號、所述第三超聲回波信號和所述第四超聲回波信號提取回波信號分量包括：將所述第一超聲回波信號和所述第二超聲回波信號求和，獲得第一操作信號；將所述第三超聲回波信號與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第二操作信號；將所述第四超聲回波信號取反後與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第三操作信號；將所述第二操作信號和所述第三操作信號求和，獲得第四操作信號；從所述第四操作信號中提取回波信號分量。
6、如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述將所述第三超聲回波信號與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第二操作信號以及將所述第四超聲回波信號取反後與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第三操作信號包括：降採樣所述第一操作信號，獲得第一操作降採樣信號；降採樣所述第三超聲回波信號，獲得第三超聲回波降採樣信號；將所述第四超聲回波信號取反，獲得第四超聲回波取反信號；降採樣所述第四超聲回波取反信號，獲得第四超聲回波取反降採樣信號；將所述第三超聲回波降採樣信號與所述第一操作降採樣信號交叉拼接，獲得第二操作信號；將所述第四超聲回波取反降採樣信號與所述第一操作降採樣信號交叉拼接，獲得第三操作信號。
7、如權利要求6所述的方法，其特徵在於：在降採樣所述第一操作信號之前還包括：將所述第一操作信號的每個第一操作信號數據點與至少一個相鄰第一操作信號數據點相加，相加所得的和替代所述第一操作信號數據點；和/或在降採樣所述第三超聲回波信號之前還包括：將所述第三超聲回波信號的每個第三超聲回波信號數據點與至少一個相鄰第三超聲回波信號數據點相加，相加所得的和替代所述第三超聲回波信號數據點；和/或在降採樣所述第四超聲回波取反信號之前還包括：將所述第四超聲回波取反信號的每個第四超聲回波取反信號數據點與至少一個相鄰第四超聲回波取反信號數據點相加，相加所得的和替代所述第四超聲回波取反信號數據點。
8、如權利要求5所述的方法，其特徵在於，還包括：將所述第三超聲回波信號和所述第四超聲回波信號交叉拼接，獲得第五操作信號；從所述第五操作信號中提取偶次非線性分量；其中還根據所述偶次非線性分量生成所述目標區域的超聲圖像。
9、如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述將所述第三超聲回波信號和所述第四超聲回波信號交叉拼接，獲得第五操作信號包括：降採樣所述第三超聲回波信號，獲得第三超聲回波降採樣信號；降採樣所述第四超聲回波信號，獲得第四超聲回波降採樣信號；將所述第三超聲回波降採樣信號與所述第四超聲回波降採樣信號交叉拼接，獲得第五操作信號。
10、如權利要求9所述的方法，其特徵在於，在降採樣所述第三超聲回波信號之前還包括：將所述第三超聲回波信號的每個第三超聲回波信號數據點與至少一個相鄰第三超聲回波信號數據點相加，相加所得的和替代所述第三超聲回波信號數據點；和/或在降採樣所述第四超聲回波信號之前還包括：將所述第四超聲回波信號的每個第四超聲回波信號數據點與至少一個相鄰第四超聲回波信號數據點相加，相加所得的和替代所述第一操作信號數據點。
11、如權利要求8所述的方法，其特徵在於，還包括：將所述第四操作信號和所述第五操作信號求和，獲得第六操作信號；從所述第六操作信號中提取回波信號分量。
12、如權利要求1所述的方法，其特徵在於：所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和方向相同；其中所述根據所述第一超聲回波信號、所述第二超聲回波信號和所述第三超聲回波信號提取回波信號分量包括：將所述第一超聲回波信號和所述第二超聲回波信號求和，獲得第一操作信號；將所述第三超聲回波信號取反後與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第二操作信號；從所述第二操作信號中提取回波信號分量。
13、如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述將所述第三超聲回波信號取反後與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第二操作信號包括：將所述第三超聲回波信號取反，獲得第三超聲回波取反信號；降採樣所述第三超聲回波取反信號，獲得第三超聲回波取反降採樣信號；降採樣所述第一操作信號，獲得第一操作降採樣信號；將所述第三超聲回波取反降採樣信號與所述第一操作降採樣信號交叉拼接，獲得第二操作信號。
14、如權利要求13所述的方法，其特徵在於：在降採樣所述第三超聲回波取反信號之前還包括：將所述第三超聲回波取反信號的每個第三超聲回波取反信號數據點與至少一個相鄰第三超聲回波取反信號數據點相加，相加所得的和替代所述第三超聲回波取反信號數據點；和/或在降採樣所述第一操作信號之前還包括：將所述第一操作信號的每個第一操作信號數據點與至少一個相鄰第一操作信號數據點相加，相加所得的和替代所述第一操作信號數據點。
15、如權利要求1至14中任意一項所述的方法，其特徵在於，其中所述回波信號分量包括非線性基波分量的非對稱分量和/或偶次非線性分量。
16、一種超聲成像的裝置，其特徵在於，包括：探頭；發射電路，所述發射電路通過所述探頭向目標區域分別發射第一超聲脈衝、第二超聲脈衝和第三超聲脈衝；接收電路，所述接收電路通過所述探頭分別接收所述第一超聲脈衝的超聲回波，獲得第一超聲回波信號；接收所述第二超聲脈衝的超聲回波，獲得第二超聲回波信號；接收所述第三超聲脈衝的超聲回波，獲得第三超聲回波信號；信號處理模組，所述信號處理模組根據所述第一超聲回波信號、所述第二超聲回波信號和所述第三超聲回波信號提取回波信號分量；圖像處理模組，所述圖像處理模組根據所述回波信號分量生成所述目標區域的圖像；其中，所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等；所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和方向相反；其中所述信號處理模組包括：第一求和單元，所述第一求和單元將所述第一超聲回波信號和所述第二超聲回波信號求和，獲得第一操作信號；第一交叉拼接單元，所述第一交叉拼接單元將所述第三超聲回波信號與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第二操作信號；第一提取單元，所述第一提取單元從所述第二操作信號中提取所述回波信號分量。
17、如權利要求16所述的裝置，其特徵在於，所述信號處理模組還包括：第一降採樣單元，所述第一降採樣單元降採樣所述第一操作信號，獲得第一操作降採樣信號；第二降採樣單元，所述第二降採樣單元降採樣所述第三超聲回波信號，獲得第三超聲回波降採樣信號；其中所述第一交叉拼接單元將所述第三超聲回波降採樣信號與所述第一操作降採樣信號交叉拼接，獲得第二操作信號。
18、如權利要求16所述的裝置，其特徵在於：所述發射電路還通過所述探頭向目標區域發射第四超聲脈衝；所述接收電路還通過所述探頭接收所述第四超聲脈衝的超聲回波，獲得第四超聲回波信號；其中：所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和方向相反；所述第四超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等，方向相同；以及所述信號處理模組根據所述第一超聲回波信號、所述第二超聲回波信號、所述第三超聲回波信號和所述第四超聲回波信號提取所述回波信號分量。
19、如權利要求18所述的裝置，其特徵在於：其中所述信號處理模組包括：第一求和單元，所述第一求和單元將所述第一超聲回波信號和所述第二超聲回波信號求和，獲得第一操作信號；第一交叉拼接單元，所述第一交叉拼接單元將所述第三超聲回波信號與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第二操作信號；反相器，所述反相器對所述第四超聲回波信號取反；第二交叉拼接單元，所述第二交叉拼接單元將取反的所述第四超聲回波信號與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第三操作信號；第二求和單元，所述第二求和單元將所述第二操作信號和所述第三操作信號求和，獲得第四操作信號；第一提取單元，所述第一提取單元從所述第四操作信號中提取所述回波信號分量。
20、如權利要求19所述的裝置，其特徵在於，所述信號處理模組還包括：第一降採樣單元，所述第一降採樣單元降採樣所述第一操作信號，獲得第一操作降採樣信號；第二降採樣單元，所述第二降採樣單元降採樣所述第三超聲回波信號，獲得第三超聲回波降採樣信號；第三降採樣單元，所述第三降採樣單元降採樣取反的所述第四超聲回波信號，獲得第四超聲回波取反降採樣信號；其中所述第一交叉拼接單元將所述第三超聲回波降採樣信號與所述第一操作降採樣信號交叉拼接，獲得第二操作信號；其中所述第二交叉拼接單元將所述第四超聲回波取反降採樣信號與所述第一操作降採樣信號交叉拼接，獲得第三操作信號。
21、如權利要求19所述的裝置，其特徵在於，所述信號處理模組還包括：第三交叉拼接單元，所述第三交叉拼接單元將所述第三超聲回波信號和所述第四超聲回波信號交叉拼接，獲得第五操作信號；第二提取單元，所述第二提取單元從所述第五操作信號中提取偶次非線性分量；所述圖像處理模組還根據所述偶次非線性分量生成所述目標區域的超聲圖像。
22、如權利要求21所述的裝置，其特徵在於：所述信號處理模組還包括：第二降採樣單元，所述第二降採樣單元降採樣所述第三超聲回波信號，獲得第三超聲回波降採樣信號；第四降採樣單元，所述第四降採樣單元降採樣所述第四超聲回波信號，獲得第四超聲回波降採樣信號；其中所述第三交叉拼接單元將所述第三超聲回波降採樣信號與所述第四超聲回波降採樣信號交叉拼接，獲得第五操作信號。
23、如權利要求19所述的裝置，其特徵在於，所述信號處理模組還包括：第三交叉拼接單元，所述第三交叉拼接單元將所述第三超聲回波信號和所述第四超聲回波信號交叉拼接，獲得第五操作信號；第三求和單元，所述第三求和單元將所述第四操作信號與所述第五操作信號求和，獲得第六操作信號；其中所述第一提取單元從所述第六操作信號中提取回波信號分量。
24、如權利要求23所述的裝置，其特徵在於，所述信號處理模組還包括：第四降採樣單元，所述第四降採樣單元降採樣所述第四超聲回波信號，獲得第四超聲回波降採樣信號；第五降採樣單元，所述第五降採樣單元降採樣所述第三超聲回波信號，獲得第三超聲回波降採樣信號；其中所述第三交叉拼接單元將所述第三超聲回波降採樣信號與所述第四超聲回波降採樣信號交叉拼接，獲得第五操作信號。
25、如權利要求16所述的裝置，其特徵在於：所述第三超聲脈衝的幅度權重與所述第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和方向相同；其中所述信號處理模組包括：第一求和單元，所述第一求和單元將所述第一超聲回波信號和所述第二超聲回波信號求和，獲得第一操作信號；反相器，所述反相器對所述第三超聲回波信號取反；第一交叉拼接單元，所述第一交叉拼接單元將取反後的所述第三超聲回波信號與所述第一操作信號交叉拼接，獲得第二操作信號；第一提取單元，所述第一提取單元從所述第二操作信號中提取所述回波信號分量。
26、如權利要求25所述的裝置，其特徵在於，所述信號處理模組還包括：第一降採樣單元，所述第一降採樣單元降採樣所述第一操作信號，獲得第一操作降採樣信號；第二降採樣單元，所述第二降採樣單元降採樣取反後的所述第三超聲回波信號，獲得第三超聲回波取反降採樣信號；其中所述第一交叉拼接單元將所述第三超聲回波取反降採樣信號與所述第一操作降採樣信號交叉拼接，獲得第二操作信號。
27、如權利要求16至26中任意一項所述的裝置，其特徵在於，其中所述回波信號分量包括非線性基波分量的非對稱分量和/或偶次非線性分量。
實施方式
操作內容
如圖1所示，《一種超聲成像的方法和裝置》實施例的對目標區域進行超聲成像的裝置包括：探頭1、發射電路2、發射/接收選擇開關3、接收電路4、波束合成模組5、信號處理模組6、圖像處理模組7和顯示器8。
發射電路2將經過延遲聚焦的具有一定幅度和極性的超聲脈衝通過發射/接收選擇開關3傳送到探頭1。探頭1受超聲脈衝的激勵，向受測機體組織的目標區域（圖中未示出）發射超音波，經一定延時後接收從目標區域反射回來的帶有組織信息的超聲回波，並將此超聲回波重新轉換為電信號。接收電路接收探頭1轉換生成的電信號，獲得超聲回波信號，並將這些超聲回波信號送入波束合成模組5。波束合成模組5對超聲回波信號進行聚焦延時、加權和通道求和等處理，然後將超聲回波信號送入信號處理模組6進行相關的信號處理。
經過信號處理模組6處理的超聲回波信號送入圖像處理模組7。圖像處理模組7根據用戶所需成像模式的不同，對信號進行不同的處理，獲得不同模式的圖像數據，然後經對數壓縮、動態範圍調整、數字掃描變換等處理形成不同模式的超聲圖像，如B圖像，C圖像，D圖像等等。
圖像處理模組7生成的超聲圖像送入顯示器8進行顯示。
實施案例
《一種超聲成像的方法和裝置》一個實施例中，對目標區域進行超聲成像的裝置的工作過程如圖2所示。
發射/接收選擇開關3切換為發射模式，發射電路2通過探頭1發射第一超聲脈衝；發射/接收選擇開關3切換為接收模式，接收電路4通過探頭1接收目標區域反射回來的超聲回波，獲得第一超聲回波信號；發射/接收選擇開關3切換為發射模式，發射電路2通過探頭1發射第二超聲脈衝；發射/接收選擇開關3切換為接收模式，接收電路4通過探頭1接收目標區域反射回來的超聲回波，獲得第二超聲回波信號；發射/接收選擇開關3切換為發射模式，發射電路2通過探頭1發射第三超聲脈衝；發射/接收選擇開關3切換為接收模式，接收電路4通過探頭1接收目標區域反射回來的超聲回波，獲得第三超聲回波信號；然後，信號處理模組6根據獲得的第一超聲回波信號、第二超聲回波信號和第三超聲回波信號提取出所需要的回波信號分量，然後圖像處理模組根據提取出的回波信號分量生成目標區域的超聲圖像。
在發射過程中，第一超聲脈衝、第二超聲脈衝和第三超聲脈衝（稱為發射脈衝）均具有各的自幅度和極性。例如，第k個發射脈衝可以表示為：
，其中
表示發射脈衝的包絡，
表示載波頻率，
即表示第k個發射脈衝的幅度及極性，其中的絕對值表示發射脈衝的幅度，的符號（即正負）表示發射脈衝的極性。
發射超聲脈衝時，發射電路2可以控制發射脈衝的幅度和極性，即控制的取值。該文中，稱為超聲脈衝的幅度權重，其絕對值為幅度權重的大小，其符號為幅度權重的方向。
對幅度權重的方向的控制可以通過控制發射脈衝的正負極性來實現，而控制各發射脈衝的幅度權重的大小或各發射脈衝之間幅度權重的大小差異可以通過多種方式實現。例如：
1、各發射脈衝的孔徑不變，調整各發射脈衝的激勵電壓，使各激勵電壓的幅度權重與發射脈衝的幅度權重絕對值相等；
2、各發射脈衝的激勵電壓不變，調整各脈衝發射孔徑中陣元的數目。例如，記權重為a的脈衝發射孔徑中陣元數為M，權重為（1－a）的脈衝發射孔徑中陣元數為N，則權重為1的脈衝發射孔徑中陣元數為（M＋N）；
3、各發射脈衝的激勵電壓不同，發射孔徑也不同，兩者結合使得各發射脈衝幅度不同。
也可以用其它適宜的方法實現，該發明不限於前述的這些具體的實現方式。
發射的超聲脈衝被目標區域內的組織介質反射的超聲回波信號同時包含線性基波分量和高次非線性分量。超聲回波信號可以表示為：
超聲回波信號中，
分量稱為線性基波分量，
分量稱為二次非線性分量，
分量稱為三次非線性分量，依次類推，還包括四次非線性分量、五次非線性分量等等非線性分量，可以統稱為高次非線性分量。
其中
為超聲回波信號中線性基波分量及各高次非線性分量的係數，i＝1，2，3，...。
所以，第k個超聲脈衝的超聲回波信號中線性基波分量的幅度因子為
，二次非線性分量的幅度因子為
，三次非線性分量的幅度因子為
，以此類推。
根據三角公式
，超聲回波信號中的三次非線性分量中，75%的能量會以基波的形式出現，稱之為非線性基波分量，25%的能量以三次諧波分量
的形式出現。而在頻域中，三次諧波分量已經位於超聲探頭的通帶以外，而非線性基波分量則在探頭的通帶內。
該發明實施例中，通過該發明實施例的方法和裝置，可以提取出超聲回波信號中的這種非線性基波分量和/或偶次非線性分量。
該實施例中，發射超聲脈衝時，發射電路2控制第一超聲脈衝、第二超聲脈衝和第三超聲脈衝的幅度權重。一個實施例中，可以控制使得第三超聲脈衝的幅度權重與第一超聲脈衝和第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等。
例如，一個實施例中，可以使第一超聲脈衝的幅度權重為a，第二超聲脈衝的幅度權重為（1－a），第三超聲脈衝的幅度權重為－1，其中0＜a＜1；或者第一超聲脈衝的幅度權重為（1－a），第二超聲脈衝的幅度權重為a，第三超聲脈衝的幅度權重為－1，其中0＜a＜1。
該發明實施例中，其中第一超聲脈衝、第二超聲脈衝和第三超聲脈衝的發射並接收的順序沒有限制，可以以任何次序發射並接收，例如先發射第一超聲脈衝並接收其回波、再發射第三超聲脈衝並接收其回波、最後發射第二超聲脈衝並接收其回波；或者先發射第二超聲脈衝並接收其回波、再發射第一超聲脈衝並接收其回波、最後發射第三超聲脈衝並接收其回波等等，在此不再一一列舉。
獲得第一超聲回波信號、第二超聲回波信號和第三超聲回波信號後，信號處理模組6可以基於接收到的第一超聲回波信號、第二超聲回波信號和第三超聲回波信號提取出所需要的回波信號分量。這裡的回波信號分量可以是回波信號中的非線性基波分量的非對稱分量和/或偶次非線性分量。
如前文所述，第三超聲脈衝的幅度權重與第一超聲脈衝和第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等。此外，第三超聲脈衝的幅度權重的方向可以與第一超聲脈衝和第二超聲脈衝的幅度權重之和的方向相同，也可以相反。
一個實施例中，第三超聲脈衝的幅度權重與第一超聲脈衝和第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相同，方向相反。
此時，信號處理模組6的結構框圖如圖3所示。該實施例中，信號處理模組包括第一求和單元20、第一降採樣單元22、第二降採樣單元24、第一交叉拼接單元26和第一提取單元28。
第一超聲回波信號和第二超聲回波信號輸入第一求和單元20，第一求和單元20對第一超聲回波信號和第二超聲回波信號求和，獲得第一操作信號。獲得的第一操作信號送入第一降採樣單元22，第一降採樣單元22對第一操作信號進行降採樣，獲得第一操作降採樣信號。
第三超聲回波信號輸入第二降採樣單元24，第二降採樣單元24對第三超聲回波信號進行降採樣，獲得第三超聲回波降採樣信號。
然後，第一操作降採樣信號和第三超聲回波降採樣信號輸入第一交叉拼接單元26，第一交叉拼接單元26對第一操作降採樣信號和第三超聲回波降採樣信號進行交叉拼接，獲得第二操作信號。第二操作信號送入第一提取單元28，第一提取單元28從該第二操作信號中提取出所需要的回波信號分量，例如超聲回波信號中所包含的非線性基波分量的非對稱分量或二次非線性分量。
下面以第一超聲回波的幅度權重為（1－a），第二超聲回波的幅度權重為a，第三超聲回波的幅度權重為－1為例進行具體說明。
設超聲發射脈衝的超聲回波信號的採樣率均為Fs。一個實施例中，處理過程如下：
（1）將第一超聲回波信號和第二超聲回波信號求和，獲得第一操作信號；首先對幅度權重為（1－a）的第一超聲脈衝的第一超聲回波信號波和幅度權重為a的第二超聲脈衝的第二超聲回波信號波求和，生成的第一操作信號記為S1（n）。根據
，因此，該信號包含幅度因子為1的線性基波分量。
S1（n）中還包含由幅度權重為（1－a）和a的第一超聲脈衝和第二超聲脈衝產生的非線性基波，其幅度與
成正比。
如圖4所示，其中圖像（A）中的曲線L1為S1（n）中的基波分量的時域波形示意圖，曲線L2為S1（n）中的非線性基波分量的時域波形示意圖。
（2）對第一操作信號進行降採樣處理，獲得第一操作降採樣信號；然後對S1（n）信號進行降採樣處理，得到採樣率為Fs/2的第一操作降採樣信號。記降採樣處理後獲得的第一操作降採樣信號為T1（n）。
一個實施例中，降採樣處理可以是直接從S1（n）信號中每間隔一個點取值作為T1（n）的值，例如：取
T1（1）＝S1（1）；
T1（2）＝S1（3）；
…
T1（n）＝S1（2*n－1）；
其中n＝1，2，3，...，N，N為T1（n）的長度，即T1（n）的總數據點數。
另一個實施例中，第一降採樣單元22也可以在降採樣之前先對S1（n）做一些預處理，例如，可以將S1（n）中每個點與相鄰的至少一個點相加，然後將相加得到的和替換該點，然後再對預處理過的S1（n）每間隔一個點取值作為T1（n）的值。例如，也就是T1（n）可以取：
T1（1）＝S1（1）＋S1（2）；
T1（2）＝S1（3）＋S1（4）；
…
T1（n）＝S1（2*n－1）＋S1（2*n）；
其中n＝1，2，3，...，N，N為T1（n）的長度，即T1（n）的總數據點數。
（3）對第三超聲回波信號進行降採樣處理，獲得第三超聲回波降採樣信號；將幅度權重為－1的第三超聲脈衝的第三超聲回波信號記為S2（n），該信號包含幅度因子為－1的線性基波分量，以及與幅度因子
成正比的非線性基波分量。圖4（A）中的曲線L4為S2（n）的線性基波分量的時域波形示意圖，曲線L3為S2（n）的非線性基波分量的時域波形示意圖。
對S2（n）信號進行同樣的降採樣處理，得到採樣率為Fs/2的第三超聲回波降採樣信號，記為T2（n）。
例如，一個實施例中，直接從S2（n）信號中延時一個點後每間隔一個點取值作為T2（n）的值，例如：取
T2（1）＝S2（2）；
T2（2）＝S2（4）；
…
T2（n）＝S2（2n）；
其中n＝1，2，3，...，N，N為T2（n）的長度，即T2（n）的總數據點數。
另一個實施例中，第二降採樣單元24也可以與S1（n）類似地在降採樣之前先對S2（n）做一些預處理，例如，可以將S2（n）中每個點與相鄰的至少一個點相加，然後將相加得到的和替換該點，然後再對預處理過的S2（n）延時一個點後每間隔一個點取值作為T2（n）的值。例如，也就是T2（n）可以取：
T2（1）＝S2（2）＋S2（3）；
T2（2）＝S2（4）＋S2（5）；
…
T2（n）＝S2（2n）＋S2（2n＋1）；
其中n＝1，2，3，...，N，N為T2（n）的長度，即T2（n）的總數據點數。
（4）將第三超聲回波降採樣信號與第一操作降採樣信號交叉拼接，獲得第二操作信號；該發明實施例中，“交叉拼接”是指將兩個信號的數據點相互交叉並拼接到一起構成一個新的信號。例如，一個實施例中，記第三超聲回波降採樣信號與第一操作降採樣信號交叉拼接後獲得的第二操作信號為X1（n），則X1（n）可以按照如下方式獲得：
X1（1）＝T1（1）；
X1（2）＝T2（1）；
X1（3）＝T1（2）；
X1（4）＝T2（2）；
…
X1（2n－1）＝T1（n）；
X1（2n）＝T2（n）；
其中n＝1，2，3，...，N，N為T1（n）和T2（n）的長度，即T1（n）和T2（n）中的每個的總數據點數。
可見，交叉拼接獲得的第二操作信號X1（n）的序號為奇數的點來自於第一操作降採樣信號T1（n），序號為偶數的點來自於第三超聲回波降採樣信號T2（n）。該發明一個實施例中獲得的第二操作信號的時域波形示意圖如圖4（B）所示。
獲得的第二操作信號X1（n）中，既包含線性基波分量又包含高次項產生的非線性基波分量。圖4（C）和圖4（D）分別給出了該發明一個實施例中的第二操作信號中的線性基波分量和非線性基波分量的時域波形示意圖。第二操作信號中包含的來自S1（n）和S2（n）的線性基波信號具有相同的幅度，但具有相反的極性（180度相位差）。交叉拼接後獲得的第二操作信號中，線性基波分量被頻率為Fs/2的調製頻率從原來的頻率位置F0處調製到Fs/2±F0處，如圖4（C）所示；而非線性基波分量，如圖4（D）所示，則可分為兩部分：一部分為幅度因子為
的對稱分量，另一部分為幅度因子
的非對稱分量。非線性基波的對稱分量在S1（n）和S2（n）均有，而非對稱分量是非線性基波在S1（n）和S2（n）之間的差異，其差異與成正比。
圖5（A）和圖5（B）分別給出一個實施例中的非線性基波分量中對稱分量和非對稱分量的時域波形示意圖。圖5（C）和圖5（D）分別給出了兩者的頻譜。從圖5（C）中可以看出，由S1（n）和S2（n）產生的第二操作信號（T1（n）和T2（n）分別由S1（n）和S2（n）降採樣獲得，因此第二操作信號也可以認為是由S1（n）和S2（n）產生的）的非線性基波的對稱分量被調製到了Fs/2兩邊，只有非線性基波的非對稱分量被保留在原來頻率位置F0。
因此，第二操作信號中的線性基波和非線性基波的對稱分量都被調製到了Fs/2兩邊，非線性基波的非對稱分量被保留在原來頻率位置F0。此外，第二操作信號中的偶次非線性分量被保留在原來的頻率位置。例如，二次非線性分量被保留在原來的頻率位置2 F0處。實際上，該發明實施例中，交叉拼接後獲得的操作信號中的線性分量和奇次非線性基波分量的對稱分量被搬離原來的頻率位置，而偶次非線性分量和奇次非線性基波分量的非對稱分量，尤其是造影劑回波中的三次和更高階奇次成分產生的非線性基波分量，仍保留在原來的頻率位置。該發明實施例中，第一超聲脈衝、第二超聲脈衝和第三超聲脈衝並不需要按照相互之間延時發射的方式發射。因此，該發明的實施例在不需要按照相互之間延時發射的方式發射多個超聲脈衝的情況下，即可實現線性分量和奇次非線性基波分量的對稱分量與偶次非線性分量和奇次非線性基波分量的非對稱分量的相互分離。
（5）從第二操作信號中提取所需要的信號分量；如前文所述，第二操作信號中的線性基波和非線性基波的對稱分量都被調製到了Fs/2兩邊，即調製到了較高的頻率位置，而非線性基波的非對稱分量和二次非線性分量仍然被保留在原來的頻率位置處。因此，第二操作信號中的線性基波和非線性基波的對稱分量被與非線性基波的非對稱分量和二次非線性分量在頻域中分離。此時，通過第一提取單元即可從第二操作信號中提取出所需要的信號分量。
例如，一個實施例中，第一提取單元可以為低通濾波器。從第二操作信號中提取出的信號分量可以是非線性基波的非對稱分量。例如，第二操作信號經過低通濾波器後，被從原來頻率位置F0移到（Fs/2）±F0的線性基波和非線性基波的對稱分量會被低通濾波器濾除，而輸出非線性基波分量的非對稱分量。如圖6所示，圖6（A）和圖6（B）分別給出了該發明一個實施例中的第二操作信號經過低通濾波器濾波後輸出的非線性基波分量的時域波形示意圖和頻譜示意圖。
該發明一個實施例中，通過第一提取單元也可以從第二操作信號中提取出偶次非線性分量，比如二次非線性分量。
（6）根據提取出的信號分量生成目標區域的圖像；提取出所需的信號分量比如非線性基波分量的非對稱分量和/或二次非線性分量後，即可用這些提取出的信號分量來生成目標區域的圖像。根據這些信號分量生成目標區域的圖像的方法可以使用業內常用的方法。
前述各實施例中，第三超聲脈衝的幅度權重與第一超聲脈衝和第二超聲脈衝的幅度權重之和方向相反。其它的實施例中，第三超聲脈衝的幅度權重也可以與第一超聲脈衝和第二超聲脈衝的幅度權重之和方向相同。此時，在對第三超聲回波信號進行降採樣處理之前，可以首先對第三超聲回波信號進行取反處理，即在前述實施例中的第二降採樣單元24之前加一個反相器，如圖7所示。該實施例中的其它結構和處理方法可以與前述的各實施例相同或類似。
該發明一個實施例中，圖2所示的超聲成像的過程還可以包括：發射/接收選擇開關3切換為發射模式，發射電路2通過探頭1發射第四超聲脈衝；發射/接收選擇開關3切換為接收模式，接收電路4通過探頭1接收目標區域反射回來的超聲回波，獲得第四超聲回波信號；其中，第三超聲脈衝的幅度權重與第一超聲脈衝和所述第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等、方向相反；第四超聲脈衝的幅度權重與第一超聲脈衝和第二超聲脈衝的幅度權重之和大小相等，方向相同。然後，信號處理模組6基於接收到的第一超聲回波信號、第二超聲回波信號、第三超聲回波信號和第四超聲回波信號提取出所需要的回波信號分量，然後信號處理模組7根據提取出的回波信號分量生成目標區域的超聲圖像。
該實施例中，如圖8所示，信號處理模組除了包括第一求和單元20、第一降採樣單元22、第二降採樣單元24、第一交叉拼接單元26和第一提取單元28之外，還包括反相器30、第三降採樣單元32、第二交叉拼接單元34和第二求和單元36。
該實施例中，信號處理模組的處理過程可以包括：第一超聲回波信號和第二超聲回波信號輸入第一求和單元20，第一求和單元20對第一超聲回波信號和第二超聲回波信號求和，獲得第一操作信號。獲得的第一操作信號送入第一降採樣單元22，第一降採樣單元22對第一操作信號進行降採樣，獲得第一操作降採樣信號；第三超聲回波信號輸入第二降採樣單元24，第二降採樣單元24對第三超聲回波信號進行降採樣，獲得第三超聲回波降採樣信號；第四超聲回波信號輸入反相器30，反相器30對第四超聲回波信號取反，獲得第四超聲回波取反信號，然後輸入第三降採樣單元32，第三降採樣單元32對取反後的第四超聲回波信號進行降採樣，獲得第四超聲回波取反降採樣信號；然後，第一操作降採樣信號和第三超聲回波降採樣信號輸入第一交叉拼接單元26，第一交叉拼接單元26對第一操作降採樣信號和第三超聲回波降採樣信號進行交叉拼接，獲得第二操作信號。第一操作降採樣信號和第四超聲回波取反降採樣信號輸入第二交叉拼接單元34，第二交叉拼接單元34對第一操作降採樣信號和第四超聲回波取反降採樣信號進行交叉拼接，獲得第三操作信號；獲得的第二操作信號和第三操作信號輸入第二求和單元36，第二求和單元36將第二操作信號和第三操作信號求和，獲得第四操作信號；獲得的第四操作信號送入第一提取單元28，第一提取單元28從該第四操作信號中提取出所需要的回波信號分量，比如超聲回波信號中所包含的非線性基波分量或二次非線性分量。
該實施例中，對第一操作信號、第三超聲回波信號和第四超聲回波信號進行降採樣的處理方法和降採樣前對其信號的預處理方法、第一操作降採樣信號和第四超聲回波取反降採樣信號進行交叉拼接的方法和第一操作降採樣信號和第三超聲回波降採樣信號進行交叉拼接的方法可以與前述實施例中的相應方法相同或類似。從第四操作信號中提取所需的信號分量的方法可以是低通濾波方法，第一提取單元28可以是低通濾波器。
例如，記第四超聲回波信號為S3（n），對其取反，獲得－S3（n），然後進行與S2（n）相同的處理。例如，記第四超聲回波取反降採樣信號為T3（n），一個實施例中，－S3（n）信號中延時一個點後每間隔一個點取值作為T3（n）的值，例如：取
T3（1）＝－S3（2）；
T3（2）＝－S3（4）；
…
T3（n）＝－S3（2n）；
其中n＝1，2，3，...，N，N為T3（n）的長度，即T3（n）的總數據點數。
或者，另一個實施例中，第三降採樣單元32也可以與S1（n）類似地在降採樣之前先對－S3（n）做一些預處理，例如，可以將－S3（n）中每個點與相鄰的至少一個點相加，然後將相加得到的和替換該點，然後再對預處理過的－S3（n）延時一個點後每間隔一個點取值作為T3（n）的值。例如，也就是T3（n）可以取：
T3（1）＝－[S2（2）＋S2（3）]；
T3（2）＝－[S2（4）＋S2（5）]；
…
T3（n）＝－[S2（2n）＋S2（2n＋1）]；
其中n＝1，2，3，...，N，N為T2（n）的長度，即T2（n）的總數據點數。
該實施例中，交叉拼接處理獲得的第二操作信號和第三操作信號中，線性基波和非線性基波的對稱分量都被調製到了Fs/2兩邊，即調製到了較高的頻率位置，而非線性基波的非對稱分量和二次非線性分量仍然被保留在原來的頻率位置處。第二操作信號和第三操作信號求和後經過第一提取單元28提取出所需的分量，由於第二操作信號和第三操作信號中的信號是相互相關的，而其中的噪聲是不相關的，這樣第二操作信號和第三操作信號求和後再提取所需的信號分量可以進一步提高提取出的信號分量的信噪比。
如圖9所示，該發明另一實施例中，圖8所示的實施例中還可以包括第四降採樣單元38、第三交叉拼接單元40和第二提取單元50。
如前文所述，一個實施例中，從第三超聲回波信號S2（n）或經過預處理的第三超聲回波信號中延時一個點後每間隔一個點取值作為第三超聲回波降採樣信號T2（n）的值。該實施例中，第四超聲回波信號S3（n）還經過第四降採樣單元38，第四降採樣單元38從第四超聲回波信號S3（n）或對第四超聲回波信號作與前文所述預處理一樣的預處理後每間隔一個點取值作為第四超聲回波降採樣信號T4（n）的值。具體的降採樣和預處理過程與前述各實施例相同或類似。
然後，第三超聲回波降採樣信號T2（n）和第四超聲回波降採樣信號T4（n）在第三交叉拼接單元40進行交叉拼接，具體的交叉拼接的方法和過程與前述各實施例中的交叉拼接方法和過程相同或類似。交叉拼接後，獲得第五操作信號，記為X3（n）。
第五操作信號X3（n）由第三超聲回波信號S2（n）（幅度權重例如為－1）和第四超聲回波信號S3（n）（幅度權重例如為1）經過降採樣後交叉拼接而獲得。而S2（n）和S3（n）中既包含基波分量也包含二次非線性分量。如圖10（A）和（B）所示，分別示出了一個實施例中的S2（n）和S3（n）中的基波和二次非線性分量的時域波形示意圖。其中S2（n）和S3（n）中的線性基波分量具有相同的幅度，但極性相反（180度相差）；而二次非線性分量相位相同。
如圖10（C）和（D）所示，其中圖10（C）為一個實施例中的X3（n）的時域波形示意圖，（D）為一個實施例中的X3（n）的頻譜示意圖。如圖11所示，其中（A）和（C）分別為X3（n）中的線性基波分量的時域波形示意圖和頻譜示意圖，（B）和（D）分別為X3（n）中的二次非線性分量的時域波形示意圖和頻譜示意圖。
從圖10（C）、（D）和圖11中可以看出，在第五操作信號X3（n）中，線性基波分量從F0處被調製到（Fs/2）±F0處，而二次非線性分量在頻域仍然保留在原來位置2F0處。
因此，第五操作信號經過第二提取單元50，即可提取出其中的二次非線性分量。該第二提取單元50可以為低通濾波器。
該實施例中，用對幅度權重為－1和1的第三超聲脈衝和第四超聲脈衝的對應的回波信號（即第三超聲回波信號和第四超聲回波信號）獲得經過交叉拼接的第五操作信號，這樣可以增加第五操作信號中的二次非線性分量的強度，更利於後續的對二次非線性分量的提取。
該實施例中，直接使用了第二降採樣單元24對第三超聲回波信號延時一個點之後降採樣獲得的第三超聲回波降採樣信號。該發明其它的實施例中，第三超聲回波信號的降採樣處理也可以不是由第二降採樣單元24完成，而是另外設定第五降採樣單元52完成，如圖12所示。此時，可以是第五降採樣單元52對第三超聲回波信號降採樣，而第四降採樣單元38對第四超聲回波信號延時一個點後降採樣；也可以是第四降採樣單元38對第四超聲回波信號降採樣，而第五降採樣單元52對第三超聲回波信號延時一個點後降採樣。獲得的第三超聲回波降採樣信號和第四回波降採樣信號經過第三交叉拼接單元40交叉拼接之後獲得第五操作信號，然後第二提取單元50從第五操作信號中提取出二次非線性分量。
該實施例中其它的模組的結構和方法可以與前述各實施例相同或類似。
如圖13所示，該發明一個實施例中，第四操作信號和第五操作信號也可以不是分別經過各自的提取單元提取所需的信號分量，而是輸入第三求和單元56，第三求和單元56將第四操作信號和第五操作信號求和，獲得第六操作信號。然後第一提取單元28從第六操作信號中提取出所需的信號分量。
如圖14所示，其中14（A）為一個實施例中的第六操作信號的時域波形示意圖，14（B）為14（A）中的第六操作信號的頻譜示意圖。可見，第六操作信號中包含線性基波分量、非線性基波分量和二次非線性分量。從圖14（B）中的頻譜中可以看出，頻域中非線性基波的非對稱分量位於頻率位置F0處，二次非線性分量位於頻率位置2F0處，非線性基波的對稱分量和線形基波分量被調製到了頻率位置Fs/2±F0處。
因此，這裡可以進行寬頻檢測，通過例如低通濾波即可同時提取出非線性基波分量的非對稱分量和二次非線性分量。如圖14（C）和14（D）所示，其中14（C）為第六操作信號經過低通濾波器處理後的時域波形示意圖，14（D）為其頻譜示意圖。
該發明實施例中，對多個幅度以及相位（或極性）不同的超聲脈衝的回波進行處理並調製回波信號，從而使調製後的信號中的線性分量和奇次非線性分量的對稱分量被搬離原來的頻率位置，而偶次非線性分量（例如二次非線性分量）和奇次非線性分量的非對稱分量，尤其是造影劑回波中的三次和更高階奇次成分產生的非線性基波，仍保留在原來的頻率位置，從而需要按照相互之間延時發射的方式發射多個超聲脈衝的情況下即可使得超聲回波信號中偶次非線性分量和奇次非線性分量的非對稱分量與線性分量和奇次非線性分量的對稱分量分離，並可以很方便地從超聲回波信號中提取出奇次非線性分量的非對稱分量和/或偶次非線性分量用於後續的成像過程，比如造影成像。而且該發明的實施例在不需要按照相互之間延時發射的方式發射多個超聲脈衝的情況下，即可實現線性分量和奇次非線性分量的對稱分量與偶次非線性分量和奇次非線性分量的非對稱分量，避免了控制多個超聲脈衝按照相互之間延時發射的方式發射的控制過程。
注，以上通過具體的實施例對該發明進行了說明，但該發明並不限於這些具體的實施例。該領域技術人員應該明白，還可以對該發明做各種修改、等同替換、變化等等，這些變換隻要未背離該發明的精神，都應在該發明的保護範圍之內。此外，以上多處所述的“一個實施例”表示不同的實施例，當然也可以將其全部或部分結合在一個實施例中。
專利榮譽
2021年6月24日，《一種超聲成像的方法和裝置》獲得第二十二屆中國專利銀獎。
