專利名稱：超聲診斷儀的復(fù)合成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲成像方法，尤其是一種超聲診斷儀的復(fù)合成像方法。
背景技術(shù)：
超聲診斷儀器將超聲檢測技術(shù)應(yīng)用于人體，通過測量來了解生理組織結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和形態(tài)，以達到發(fā)現(xiàn)疾病的目的。超聲成像的基本原理是利用人體不同的病理組織有其特定的聲阻抗和衰減特性，然后產(chǎn)生不同的反射與衰減，這些不同的反射與衰減是構(gòu)成超聲圖像的基礎(chǔ)，然后超聲診斷儀按照收到回聲信號的強弱，用明暗不同的光點依次顯示在屏幕上，則可顯示出人體的斷面超聲圖像。但是，在超聲成像中，由于人體組織反射面的不光滑以及不同回波信號的相位不同等因素的影響，使得圖像很容易產(chǎn)生顆粒感，也就是所謂的斑點噪聲，其在圖像上表現(xiàn)為出現(xiàn)明暗交替的斑紋。這些斑紋很有可能覆蓋一些有用的診斷信息，在一定程度上影響醫(yī)生作出正確的診斷結(jié)論。斑點噪聲的產(chǎn)生取決于很多的系統(tǒng)參數(shù)，包括發(fā)射頻率、接收頻率、帶寬、偏轉(zhuǎn)角等因素，對于上述問題，目前在超聲診斷設(shè)備上，利用空間復(fù)合技術(shù)來抑制斑點噪聲進而提高組織分辨率。由于斑點噪聲抑制的程度取決于復(fù)合中各個單獨斑點噪聲之間的相關(guān)性， 即用于復(fù)合的各幀圖像中的斑點噪聲之間的相關(guān)性越低，得到復(fù)合后的斑點噪聲就得到越大程度上的抑制，而兩個斑點噪聲之間的相關(guān)性是由單獨的圖像之間的偏轉(zhuǎn)角度差異引起的。粗略地講，兩個斑點噪聲之間的相關(guān)性與兩幀圖像之間的角度差異呈反比例，因此，若想盡可能地減小斑點噪聲，則要產(chǎn)生兩個互不相關(guān)的斑點噪聲，進一步則要求用于復(fù)合的兩幀圖像的偏轉(zhuǎn)角度必須是不相同的。現(xiàn)有空間復(fù)合技術(shù)是將來自不同掃描方向但是接收頻率相同的多幅連續(xù)圖像實時復(fù)合成一幅圖像，以達到提高邊界的界定、增強對比分辨率以及增加穿刺針的顯現(xiàn)等目的。但是，目前的空間復(fù)合技術(shù)存在以下問題以傳統(tǒng)的三幀圖像復(fù)合為例，接收頻率相同但偏轉(zhuǎn)角度不同的三幀圖像進行復(fù)合后會出現(xiàn)有些復(fù)合區(qū)域有三幀圖像進行復(fù)合，而有的區(qū)域只有兩幀圖像進行復(fù)合，這樣做使得三幀圖像重疊區(qū)域的圖像質(zhì)量較好，而其他區(qū)域質(zhì)量相對較差，這意味著該區(qū)域的斑點噪聲不能夠得到最大限度的抑制，其復(fù)合后在圖像上表現(xiàn)為會出現(xiàn)一側(cè)向左邊傾斜一側(cè)向右邊傾斜的偽邊界，使得復(fù)合后的整體圖像中間出現(xiàn)一個圖像質(zhì)量較好的倒梯形區(qū)域，兩側(cè)有兩個復(fù)合效果不好的三角形區(qū)域。可見，上述傳統(tǒng)的空間復(fù)合方法并沒有使圖像整體的質(zhì)量得到改善。針對上述問題，需要進一步采取措施盡可能在最大程度上減少斑點噪聲，以得到對比分辨率高、連續(xù)性好的超聲成像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種超聲診斷儀的復(fù)合成像方法，從而盡可能最大程度地抑制斑點噪聲，以提高組織邊界的界定和對比分辨率，進而得到優(yōu)質(zhì)的超聲圖像。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述超聲診斷儀使用的復(fù)合成像方法包括有以下步驟，其中所述超聲診斷儀包括有超聲探頭，超聲探頭內(nèi)置N個實質(zhì)發(fā)射單元使用超聲探頭進行第一次掃描成像在超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元的一側(cè)，虛擬設(shè)置M個發(fā)射單元，然后以(N+M)/2的位置為掃查中心線，且，掃查中心線偏離所述N個實質(zhì)發(fā)射單元的對稱中軸線，超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元發(fā)射掃描線，形成第一幅掃描圖；使用超聲探頭進行第二次掃描成像在超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元的另一側(cè)， 虛擬設(shè)置M個發(fā)射單元，然后以(M+N) /2的位置為掃查中心線，超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元發(fā)射掃描線，形成第二幅掃描圖；疊加合成兩次掃描獲得的所述第一幅掃描圖和第二幅掃描圖，形成輸出掃描圖像。在形成輸出掃描圖像時，所使用的波束形成的數(shù)量參數(shù)為M+N。其中M的取值范圍為1<M< N，進一步為1彡M彡(N/2+4)，進一步為 (N/4-2)彡 M 彡(N/2+2)。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明提供一種超聲診斷儀的復(fù)合成像方法，其可以有效地克服傳統(tǒng)的空間復(fù)合方法所造成的不同角度獲得的掃描圖像在復(fù)合時， 由于掃描角度的問題，所造成的不同區(qū)域復(fù)合圖像的幀數(shù)不同，進而使得復(fù)合后的圖像，質(zhì)量不均勻的現(xiàn)象。其不但使復(fù)合后圖像的任意區(qū)域的斑點噪聲得到最大程度上的抑制，而且實現(xiàn)起來較為簡單。


圖1為本發(fā)明涉及的超聲診斷設(shè)備的系統(tǒng)框圖；圖2為本發(fā)明所述方法中，探頭進行第一次掃描時的波束發(fā)射方式示意圖；圖3為本發(fā)明所述方法中，探頭進行第二次掃描時的波束發(fā)射方式示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明技術(shù)方案中所涉及的各個細節(jié)問題。如圖1所示，超聲診斷設(shè)備系統(tǒng)一般包括控制器、發(fā)射電路、換能器、接收電路、 波束合成、信號處理圖像形成、鍵盤(或者觸摸軟鍵盤)以及顯示器。首先鍵盤是控制器的用戶輸入端，給用戶一種便利的手段來與控制器交互，換能器(也叫探頭)是超聲波的發(fā)射和接收裝置，可以將電能轉(zhuǎn)換為聲能，也可以將聲能轉(zhuǎn)換為電能，首先發(fā)射電路在控制器的協(xié)調(diào)下，向換能器發(fā)送電信號，由換能器將其轉(zhuǎn)換為超聲波發(fā)射出去，接收電路負責(zé)接收換能器傳過來的回聲信號(已經(jīng)由換能器轉(zhuǎn)換為電信號)，并將其進行放大、數(shù)模變換等處理，波束合成對不同方向上的回聲信號進行動態(tài)聚焦以及動態(tài)孔徑處理，將其合成在一起， 然后信號處理和圖像形成對波束合成后的信號進行噪聲抑制、包絡(luò)檢波、對數(shù)壓縮等處理最終在顯示器上顯示。在本發(fā)明涉及的一個實施例中，其揭示了一種可由上述超聲診斷設(shè)備使用的一種掃描圖像的復(fù)合成像方法。具體地，其可以是一種超聲診斷儀使用的復(fù)合成像方法，其中該超聲診斷儀包括有一個超聲探頭，超聲探頭內(nèi)置N個實質(zhì)發(fā)射單元。一個超聲診斷儀也可以同時連接多個探頭，每個探頭當(dāng)前用戶發(fā)射的單元數(shù)量可能不同，但總的實質(zhì)發(fā)射單元
數(shù)量為N。具體包括以下步驟首先，使用超聲探頭進行第一次掃描成像，請參閱圖2所示，其為在超聲探頭的N 個實質(zhì)發(fā)射單元10的右側(cè)，虛擬設(shè)置M個發(fā)射單元20，然后以(N+M)/2的位置為掃查中心線30，且，掃查中心線偏離N個實質(zhì)發(fā)射單元的對稱中軸線32，超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元10發(fā)射掃描線，進而形成第一幅掃描圖；然后，使用超聲探頭進行第二次掃描成像，請參閱圖3所示，其為在超聲探頭的實質(zhì)發(fā)射單元10的左側(cè)，虛擬設(shè)置M個發(fā)射單元20，然后以(M+N)/2的位置為掃查中心線30， 超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元10發(fā)射掃描線，形成第二幅掃描圖；最后，疊加合成兩次掃描獲得的第一幅掃描圖和第二幅掃描圖，形成輸出掃描圖像。進一步的，在具體的實施例中，超聲探頭內(nèi)每次掃描涉及使用的發(fā)射單元的具體數(shù)量，或者是超聲診斷儀內(nèi)置超聲探頭的數(shù)量可以按實際需要而定。N的具體數(shù)量可以是 16、24、32、48、64、80、96、128 等等，并無限定。而虛擬的發(fā)射單元的數(shù)量M，可以大于N，也可以小于N，其作用是為了使掃查中心線的位置偏離實質(zhì)發(fā)射單元的中心線，因此，只要不等于N就可以。優(yōu)選的，M的數(shù)值范圍可以是1彡M < N，其值最好在N/2附近，最小最好不要小于 N/4太多。例如，其取值范圍可以在1彡M彡(N/2+4)，進一步為(N/4-2)彡M彡(N/2+4)， 更精確為(N/4-2)彡M彡(N/2+2)。例如，當(dāng)N = 32時，M的取值范圍可以在6 20范圍內(nèi)，具體可以是8、12、16、18等等。進一步的，在掃描成像處理時，波束形成的數(shù)量參數(shù)是以實質(zhì)發(fā)射單元和虛擬發(fā)射單元的數(shù)量之和，即(M+N)的和，為參數(shù)進行數(shù)據(jù)處理的。進一步的，根據(jù)本發(fā)明的思路，本發(fā)明涉及的復(fù)合成像方法也能與其他復(fù)合方法相結(jié)合，比如空間復(fù)合方法、頻率復(fù)合方法、角度復(fù)合方法、暫態(tài)復(fù)合方法等等。本發(fā)明涉及的方法也可以運用在相控陣探頭或者凸陣探頭下，包括但不僅限于用兩個、三個或三個以上數(shù)量的子幀圖像進行復(fù)合，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，也是可以理解的，并不會造成任何揭示不充分或揭示模糊的問題。
權(quán)利要求
1.一種超聲診斷儀使用的復(fù)合成像方法，其中所述超聲診斷儀包括有超聲探頭，超聲探頭內(nèi)置N個實質(zhì)發(fā)射單元；其特征在于，包括有以下步驟使用超聲探頭進行第一次掃描成像在超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元的一側(cè)，虛擬設(shè)置M個發(fā)射單元，然后以(N+M)/2的位置為掃查中心線，且，掃查中心線偏離所述N個實質(zhì)發(fā)射單元的對稱中軸線，超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元發(fā)射掃描線，形成第一幅掃描圖；使用超聲探頭進行第二次掃描成像在超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元的另一側(cè)，虛擬設(shè)置M個發(fā)射單元，然后以(M+N)/2的位置為掃查中心線，超聲探頭的N個實質(zhì)發(fā)射單元發(fā)射掃描線，形成第二幅掃描圖；疊加合成兩次掃描獲得的所述第一幅掃描圖和第二幅掃描圖，形成輸出掃描圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲診斷儀使用的復(fù)合成像方法，其特征在于，其中M的取值范圍為1 <M<N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲診斷儀使用的復(fù)合成像方法，其特征在于，其中M的取值范圍為1彡M彡(N/2+4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲診斷儀使用的復(fù)合成像方法，其特征在于，其中M的取值范圍為(N/4-2)彡 M 彡(N/2+2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲診斷儀使用的復(fù)合成像方法，其特征在于，在形成輸出掃描圖像時，所使用的波束形成的數(shù)量參數(shù)為M+N。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲診斷儀使用的復(fù)合成像方法，其采用設(shè)置虛擬探頭發(fā)射單元的方法，使得探頭在掃描目標(biāo)時，其掃查中心線的位置出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)；如此，通過兩次變換掃查中心線位置的掃描，其獲得的掃描圖像，在疊加合成時，能夠?qū)崿F(xiàn)較為完美的互補，這樣最終輸出的復(fù)合后的掃描圖像，其圖像質(zhì)量較高，從而為使用者根據(jù)圖像，作出正確的判斷打下良好的基礎(chǔ)。
文檔編號A61B8/13GK102423265SQ20111029974
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者張勇, 趙丹華, 陸堅 申請人:無錫祥生醫(yī)學(xué)影像有限責(zé)任公司