超聲彈性成像系統(tǒng)和方法、實時動態(tài)幀間處理方法
【專利摘要】本申請公開一種超聲彈性成像系統(tǒng)和方法、及實時動態(tài)幀間處理方法，系統(tǒng)包括彈性處理裝置，其包括：彈性信息檢測模塊，用于提取出反映待檢測目標的彈性信息；質量參數計算模塊，用于計算出反映與彈性信息對應的各幀彈性圖像質量的質量參數；幀處理模塊，用于根據各幀彈性圖像的質量參數確定是否輸出對應幀的彈性圖像。本申請計算各幀應變信息的同時，還計算出反映各幀圖像質量的參數，根據參數確定是否輸出當前幀，可通過不輸出當前幀可以提示用戶其操作不當應重新采集圖像，而通過輸出上一幀的結果作為當前幀的輸出，從而保證所顯示的圖像的質量達到預設要求，不出現(xiàn)由于應力存在較大差異而導致所獲得的連續(xù)各幀彈性圖像之間的顏色變化較大。
【專利說明】超聲彈性成像系統(tǒng)和方法、實時動態(tài)幀間處理方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及超聲成像技術，尤其涉及一種超聲彈性成像系統(tǒng)和方法、以及一種超聲成像實時動態(tài)幀間處理方法。
【背景技術】
[0002]超聲彈性成像是一種常用的超聲成像技術，其基本原理為:將探頭輕微壓縮目標組織或者借助人體自身的呼吸、血管搏動等過程對組織形成一定的壓力，獲取壓縮前、后的兩幀超聲回波信號，組織被壓縮時，組織內將產生一個沿壓縮方向的應變，如果組織內部楊氏模量分布不均勻，組織內的應變分布也將有所差異；然后通過一些方法檢測出組織的應變信息，輸出至界面并以圖像形式直觀顯示出來，以輔助醫(yī)生診斷或治療，例如輔助醫(yī)生在乳腺癌等方面的檢測。由于在一定壓力(或稱為應力)下應變與楊氏模量成反比關系，所以不同軟組織間的應變差異即可反映其楊氏模量的差異，也即彈性的差異。若使用一定的圖譜映射(比如灰階圖譜或彩色圖譜)，使得不同應變值對應于不同的顏色，則通過應變圖像即可方便的定性判別不同軟組織間的軟硬區(qū)別，以輔助臨床診斷。因此這種彈性成像方法也稱為應變成像。
[0003]但是，對于相同的組織，在不同應變大小下所得的應變結果不同，一定范圍內應力越大，應變也越大。而同一次均勻的壓縮放松組織操作中，不能完全保證每幀彈性圖像所對應的應力是固定不變的，當操作探頭的手法掌握不好時，每幀的應力均有較大差異。因此，所獲得的連續(xù)各幀彈性圖像(或應變圖像)之間顏色變化較大。此外，當應力過大時，則組織形變太大，壓縮前后超聲回波信號相關性減弱，使得計算出來的應變值不準確，甚至出現(xiàn)錯誤；當應力過小時，則組織形變太小，可能低于系統(tǒng)回波檢測精度，圖像對比度太差。綜合起來，使得彈性圖像顯得較不穩(wěn)定，給臨床判斷軟硬程度帶來困難。
【發(fā)明內容】
[0004]本申請?zhí)峁┮环N超聲彈性成像`系統(tǒng)和方法、以及一種超聲成像實時動態(tài)幀間處理方法。
[0005]根據本申請的第一方面，提供一種超聲彈性成像系統(tǒng)，包括對接收到的信號進行彈性處理的彈性處理裝置，所述彈性處理裝置包括:彈性信息檢測模塊，用于提取出反映待檢測目標的彈性信息；質量參數計算模塊，用于計算出反映與彈性信息對應的各幀彈性圖像質量的質量參數；幀處理模塊，用于根據各幀彈性圖像的質量參數確定是否輸出對應幀的彈性圖像。
[0006]根據本申請的第二方面，提供一種超聲彈性成像方法，包括:彈性信息檢測步驟，對接收到的信號提取出反映待檢測目標的彈性信息，計算出反映與彈性信息對應的各幀彈性圖像質量的質量參數，根據各幀彈性圖像的質量參數確定是否輸出對應幀的彈性圖像。
[0007]根據本申請的第三方面，提供一種超聲成像中實時動態(tài)幀間處理方法，包括:參數獲取步驟，計算反映各幀圖像質量的質量參數；起點判斷步驟，判斷系統(tǒng)中是否存在動態(tài)處理起點幀，所述動態(tài)處理起點幀是指該幀圖像的質量參數滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不存在動態(tài)處理起點幀，則判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不滿足則不輸出所述當前幀圖像，如果滿足則輸出所述當前幀圖像，并將所述當前幀圖像視為動態(tài)處理起點幀；幀加權判斷步驟，用于在判斷出系統(tǒng)存在動態(tài)處理起點后，根據當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求的判斷結果確定是否則將當前幀圖像與上一中貞的輸出進行加權后輸出。
[0008]本申請的有益效果是:在計算出連續(xù)多幀的應變信息的同時，還計算出反映各幀圖像質量的參數，通過這些參數確定是否輸出當前幀彈性圖像，通過不輸出當前幀的彈性圖像可以提示用戶其操作不當應重新采集圖像，而通過輸出上一幀的結果作為當前幀的輸出，可以保證所顯示的圖像均為質量達到預設要求的圖像，不會出現(xiàn)由于應力存在較大差異而導致所獲得的連續(xù)各幀彈性圖像之間的顏色變化較大。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本申請一種實施例的超聲彈性成像系統(tǒng)的原理性結構圖；
[0010]圖2為本申請另一種實施例的超聲彈性成像系統(tǒng)的原理性結構圖；
[0011]圖3為圖2所示實施例的幀處理模塊涉及的流程示意圖；
[0012]圖4為本申請另一種實施例的超聲彈性成像系統(tǒng)的原理性結構圖；
[0013]圖5為圖4所示實施例的幀處理模塊涉及的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0015]實施例1
[0016]本實施例的超聲彈性成像系統(tǒng)10的原理性結構如圖1所示，包括:超聲探頭、信號預處理裝置101、B信號處理裝置102、彈性處理裝置103和顯示裝置104。探頭以系統(tǒng)預先設定好的掃描規(guī)則進行超聲發(fā)射并接收超聲回波信號；接收的回波信號通過信號預處理裝置101進行信號處理，信號預處理包括波束合成處理，還可以有如信號放大、模數轉換、正交分解等處理；信號預處理裝置101輸出的射頻信號被送往并行的多個模塊進行處理，包括B信號處理裝置102和彈性處理裝置103，還可以有其它并行處理模塊如血流信號處理等；經B信號處理裝置102和彈性處理裝置103等并行處理后的圖像信號被送往顯示裝置104進行顯示輸出，顯示裝置104可根據用戶的選擇顯示相應的內容，例如僅顯示經B信號處理裝置102處理后可形成人體組織的灰階圖像，或者僅經彈性處理裝置103后可得到反映彈性信息的彈性圖像，或者同時顯示灰階圖像和彈性圖像。本實施例中，探頭的發(fā)射接收、信號預處理裝置和B信號處理裝置以及顯示裝置的實現(xiàn)可采用常用的相關技術實現(xiàn)，此外還可增加本領域技術人員所熟知的其它處理裝置，在此均不作詳細說明，當然本實施例的超聲彈性成像系統(tǒng)也可以不包括B信號處理裝置。彈性處理裝置103包括彈性信息檢測模塊、質量參數計算模塊和幀處理模塊。
[0017]彈性信息檢測模塊用于提取出可反映待檢測目標的彈性信息，可采用多種常用的彈性信息提取方法予以實現(xiàn)。例如，一種常用的彈性信息提取方法基于射頻信號互相關性，使用絕對差值和(SAD, Sum of Absolute Difference)方法快速檢測出相鄰兩幀射頻信號間的位移(displacement)信息,進而對位移場求縱向(即沿超聲波傳播方向)梯度，獲得應變(strain)信息；其他例子中可采用別的方法檢測位移信息，如平方誤差和(SSD，Sum ofSquared Difference)等。經彈性信息檢測單元得到的彈性信息可用于最終顯示，即將應變信息進行輸出成像為彈性圖像，從而彈性特征不同的組織之間即可直觀分辨。
[0018]質量參數計算模塊用于計算出反映各幀彈性圖像(即彈性信息)質量的質量參數。質量參數的計算可以是在檢測彈性信息的同時進行。本實施例的質量參數包括形變程度參數和/或互相關檢測質量參數。
[0019](I)形變程度參數
[0020]對于彈性信息檢測模塊而言，組織的形變量太小，則位移信息太小，影響圖像信噪比；若組織的形變量太大，則可能引起壓縮前后信號相關性減弱，導致彈性信息的檢測不準確度增加。此外，探頭采集圖像信號時，其施加給組織的壓縮操作時一個連續(xù)過程，如果在一次連續(xù)壓縮中，組織的形變量相差太大，則彈性應變信息差別也太大，將導致相鄰多幀彈性圖像之間差異較大，圖像不穩(wěn)定。因此，本實施例將形變程度視為考核各幀彈性圖像的參數之一。
[0021]形變程度參數為實時計算出的當前幀彈性圖像對應的平均應變值，即取出當前幀的感興趣區(qū)域ROI內或者整個掃描平面區(qū)域內的各采樣位置的應變數據，求得平均值，則可得到平均應變值Strain_mean。平均應變值Strain_mean的大小(即Strain_mean的絕對值)若落在系統(tǒng)規(guī)定的范圍內(如Strain_mean小于根據經驗設定的系統(tǒng)預設閾值),則表示形變程度合適。
[0022](2)互相關檢測質量參數
[0023]由于彈性信息檢測模塊可基于相鄰兩幀超聲回波信號間的互相關性來檢測位移信息，然后對位移信息求縱向梯度得到應變信息；因此，位移信息的準確性影響應變信息的準確性，從而會影響最終彈·性圖像的信噪比、對比度等。如果兩幀信號互相關性較大，則檢測信噪比更高，檢測結果更為準確；如果兩幀信號幾乎不相關，則檢測結果不準確?；诖耍緦嵤├龑⒒ハ嚓P檢測質量視為考核各幀彈性圖像的參數之一，互相關檢測質量參數為根據彈性信息檢測模塊采用的位移檢測方法所選擇相應的評分標準得到的當前幀圖像的評分。
[0024]位移檢測時，對于其中一幀超聲回波信號中某個采樣位置的信號，需要在另一幀超聲回波信號中某個搜索區(qū)域內尋找與之最為相關的位置，以采用SAD作為互相關判斷為例，該最為相關的位置即為SAD值最小的位置，該位置相對于原采樣位置的差異即為該采樣位置的位移值，類似圖像匹配方法?？梢岳斫猓瑢τ诓捎萌鏢SD作為互相關判斷時，該最為相關的位置即為SSD值最小的位置，而對于以互相關系數(CC, CorrelationCoefficient)作為互相關判斷時，該最為相關的位置即為CC值最大的位置。
[0025]這里以SAD作為互相關判斷為例進行互相關檢測質量參數的說明。對于每幀信號的每個采樣位置，記錄搜索區(qū)域內各處對應的SAD值的最大值SAD_max和最小值SAD_min,計算搜索區(qū)域的質量評分，計算步驟(即評分標準)包括:
[0026]1.系統(tǒng)預先設置 SAD 分布上下限，即為[SAD_Low，SAD_High]，SAD_Low<SAD_High ；
[0027]I1.計算第一項得分scorel，其為[0，I]之間的值，用來評估當前搜索區(qū)域中某處的SAD最大值與上限的距離,距離越近,得分越高。如，令:scorel=(SAD_max-SAD_min)/(SAD_High-SAD_min)；
[0028]II1.計算第二項得分score2,其為[0,1]之間的值,用來評估當前搜索區(qū)域中某處SAD最小值與下限的距離,距離越近,得分越高。如，令score2= (SAD_max-SAD_min)/(SAD_max-SAD_Low)；
[0029]IV.取scorel和score2之間的加權結果作為本次搜索的質量得分score_SAD，比如令:score_SAD=scorel*p+score2*(l-p),其中p為系統(tǒng)預先設定的參數，P的取值在(Tl之間。該加權結果為[O, I]之間的值，再將score_SAD乘以100，拉伸到[O, 100]之間。當然，質量得分也可不進行拉伸或拉伸至其他區(qū)間范圍內，視使用習慣而定。
[0030]V.對當前幀信號的所有采樣位置的質量得分求平均值，得到該幀的最終質量評分Score_mean,分值越高，意味著搜索質量越好。系統(tǒng)可預設分數閾值，若評分高于該閾值，則認為該幀信號的位移檢測滿足系統(tǒng)要求。[0031]上述為基于SAD進行位移檢測的方法，本領域技術人員從前述的描述可以理解，還可以根據實際選用的其它位移檢測方法來選擇相應的評分方法以對互相關檢測質量進行評分。前述關于評分的具體計算是為了清楚說明本實施例的目的是要得到互相關檢測質量的評分，而不是對本申請的限定。此外，前述所提及的如系統(tǒng)設定分數閾值、SAD分布上下限、系統(tǒng)預先設定的參數等可以是超聲系統(tǒng)默認自動設定，也可以是由用戶根據需要通過用戶界面直接設定。
[0032]本實施例可以選用形變程度參數和互相關檢測質量參數中的任一條來判斷當前幀信號的質量是否滿足系統(tǒng)要求，也可以采用同時滿足兩個參數的方式，即計算出的Strain_mean的絕對值落在系統(tǒng)規(guī)定的某范圍內的同時Score_mean值高于系統(tǒng)規(guī)定的某分數閾值，則認為該幀信號的質量滿足系統(tǒng)要求。
[0033]經過彈性信息檢測模塊和質量參數計算模塊后，連續(xù)各幀彈性信息及質量參數將實時送入幀處理模塊以增強幀間穩(wěn)定性。幀處理模塊用于根據各幀彈性信息的質量參數確定是否輸出所對應幀的彈性圖像。
[0034]本實施例中幀處理模塊確定是否輸出彈性圖像的方法是:若當前待處理幀的質量參數不滿足系統(tǒng)系統(tǒng)預設質量要求，例如平均應變值Strainjnean的絕對值落在系統(tǒng)規(guī)定的某范圍之外，或者互相關質量檢測參數的評分Scorejnean值低于系統(tǒng)規(guī)定的某分數閾值，則幀處理模塊不輸出當前幀的彈性圖像到顯示裝置，或者是將前一幀質量合格的彈性圖像作為當前幀的彈性圖像輸出到顯示裝置。
[0035]對于不輸出顯示當前幀的彈性圖像這種方式，其提示了用戶操作不當應重新采集圖像，而對于顯示前一幀的這種方式，其保證了所顯示的圖像均為質量達到預設要求的圖像，不會出現(xiàn)由于應力存在較大差異而導致所獲得的連續(xù)各幀彈性圖像之間的顏色變化較大，最終使得彈性圖像穩(wěn)定性增強，使得臨床對彈性圖像的識別或判斷更為簡單。
[0036]本申請中超聲彈性成像方法的一種實施例與上述超聲彈性成像系統(tǒng)的實施例相應，包括:
[0037]發(fā)射接收步驟11、在彈性成像模式下，探頭以系統(tǒng)預先設定好的掃描規(guī)則進行超聲發(fā)射并接收超聲回波信號；
[0038]信號預處理步驟12、對接收到的超聲回波信號進行信號預處理，預處理包括波束合成等；
[0039]彈性信息檢測步驟13、提取出反映待檢測目標的彈性信息，計算出反映與彈性信息對應的各幀彈性圖像質量的質量參數，根據各幀彈性圖像的質量參數確定是否輸出對應幀的彈性圖像；
[0040]顯示步驟14、對輸出的圖像進行顯示。
[0041]以上各步驟的具體實現(xiàn)可參考上述超聲彈性成像系統(tǒng)的實施例中各模塊對應的實現(xiàn)過程，在此不再重述。此外上述方法實施例還可以包括對B信號進行處理以形成待檢測目標的灰階圖像的步驟。
[0042]實施例2
[0043]本實施例的超聲彈性成像系統(tǒng)20的原理性結構如圖2所示，包括:超聲探頭、信號預處理裝置201、B信號處理裝置202、彈性處理裝置203和顯示裝置204。
[0044]超聲探頭、信號預處理裝置201、B信號處理裝置202和顯示裝置204與實施例1的超聲探頭、信號預處理裝置101、B信號處理裝置102和顯示裝置104類似，不再贅述。彈性處理裝置203仍包括彈性信息檢測模塊、質量參數計算模塊和幀處理模塊，其中彈性信息檢測模塊和質量參數計算模塊與實施例1的彈性信息檢測模塊和質量參數計算模塊類似，不再贅述。本實施例的彈性處理裝置203的幀處理模塊也是用于根據各幀彈性信息的質量參數確定是否輸出所對應幀的彈性圖像，但與實施例1不同之處在于確定是否輸出彈性圖像的方法不同。
[0045]本實施例中幀處理模塊確定是否輸出彈性圖像的方法涉及幾個關鍵的判斷步驟，即幀處理模塊包括用于進行實時動態(tài)處理起點判斷的起點判斷單元、用于進行幀加權判斷的幀加權判斷單元等。此外，系統(tǒng)需要實時存儲上一幀的動態(tài)幀間處理之后用于輸出顯示的結果，來輔助當前幀的處理。具體而言，對于送入幀處理模塊的當前幀，如果系統(tǒng)此時無動態(tài)處理起點，則首先需要進行動態(tài)處`理起點搜索，此時就需要進行實時動態(tài)處理起點判斷，判斷方法是:
[0046]a)如果當前幀的質量參數不滿足系統(tǒng)設定的要求，則不輸出當前幀的數據，即不輸出當前幀彈性圖像；
[0047]b)如果當前幀的質量參數滿足系統(tǒng)設定的要求，即計算出的平均應變值Strain_mean的絕對值落在系統(tǒng)規(guī)定的某范圍內且同時互相關檢測質量的平分Score_mean高于系統(tǒng)規(guī)定的分數閾值，則輸出該當前幀的數據，且以當前幀作為動態(tài)處理起點，又稱起點幀；而該當前幀之后的各幀則需進行幀加權判斷。
[0048]上述實時動態(tài)處理起點判斷是在系統(tǒng)需要搜索起點時(即無搜索起點或原搜索起點已經失效時)進行，而幀加權判斷則是在系統(tǒng)已經找到實時動態(tài)處理起點幀之后才得以進行。
[0049]幀加權判斷方法如下:
[0050]a)如果當前幀的質量參數滿足系統(tǒng)設定的要求，則系統(tǒng)取當前幀與前一幀的輸出結果做一定加權處理之后輸出顯示。兩幀之間的加權系數可由系統(tǒng)調節(jié)指定。一種加權方法中，設上一幀的輸出結果為R(1-l)，當前幀數據為D(i)，其中i表示當前幀的編號，k為系統(tǒng)指定的加權系數，則幀加權的結果為:
[0051]R(i) =R(i_l) *k+D (i) * (l_k)[0052]B)如果當前幀的質量參數不滿足系統(tǒng)設定的要求，則直接取上一幀處理結果作為當前幀的數據輸出到顯示裝置，同時，使原動態(tài)處理起點失效，并清零連續(xù)壞幀數。
[0053]幀處理模塊涉及的具體流程如圖3所示，包括:
[0054]步驟S301、以送入的當前幀開始處理，
[0055]步驟S302、判斷系統(tǒng)是否存在動態(tài)處理起點，若是則轉步驟S307，若否則轉步驟S303,
[0056]步驟S303、判斷當前幀的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，若是則轉步驟S304，若否則轉步驟S306，
[0057]步驟S304、記當前幀為動態(tài)處理起點，繼續(xù)步驟S305，
[0058]步驟S305、直接輸出當前幀的數據，繼續(xù)步驟S306，
[0059]步驟S306、不輸出當前幀的數據，可以理解，步驟S306之后將重復執(zhí)行步驟S301，即接收新送入的當前幀進行新一輪的判斷處理；
[0060]步驟S307、判斷當前幀的質量參數是否滿足系統(tǒng)要求，若是則轉步驟S308，若否則轉步驟S309，
[0061]步驟S308、將此時正處理的幀與上一幀的處理結果加權后輸出，可以理解，步驟S308之后將重復執(zhí)行步驟S301，即接收新送入的當前幀進行新一輪的判斷處理；
[0062]步驟S309、直接取上一幀處理的結果作為輸出，繼續(xù)步驟S310，
[0063]步驟S310、使原動態(tài)處理起點失效(即下一輪判斷時此時的動態(tài)處理起點不存在)，可以理解，步驟S310之后將重復執(zhí)行步驟S301，即接收新送入的當前幀進行新一輪的判斷處理。
[0064]本領域技術人員在不影響上述流程的設計思想的前提下，可以更改上述某些步驟的順序，例如步驟S309和步驟S310的執(zhí)行順序可以顛倒，或者在具體實現(xiàn)時可以同時執(zhí)行步驟S309和步驟S310。在系統(tǒng)既無動態(tài)處理起點，當前幀質量也不滿足系統(tǒng)要求時，系統(tǒng)不顯示彈性圖像，從而可以提示用戶需調整手法重新采集圖像。
[0065]本實施例的幀處理模塊實際上是系統(tǒng)搜索動態(tài)處理起點，搜索到起點后根據幀質量好壞選擇性與上一幀輸出結果進行幀加權輸出或者直接使用上一幀結果輸出，保證了系統(tǒng)的輸出圖像的質量，如圖像來源于形變程度接近、搜索結果準確可信的應變數據，提高了系統(tǒng)圖像輸出的穩(wěn)定性，使得臨床對彈性圖像的識別或判斷更簡單。
[0066]本申請中超聲彈性成像方法的一種實施例與上述超聲彈性成像系統(tǒng)的實施例2相應，包括:
[0067]步驟21、在彈性成像模式下，探頭以系統(tǒng)預先設定好的掃描規(guī)則進行超聲發(fā)射并接收超聲回波信號；
[0068]步驟22、對接收到的超聲回波信號進行信號預處理，預處理包括波束合成等；
[0069]步驟23、提取出反映待檢測目標的彈性信息，計算出反映與彈性信息對應的各幀彈性圖像質量的質量參數，根據各幀彈性圖像的質量參數確定是否輸出對應幀的彈性圖像，其中在確定是否輸出彈性圖像時采用實時動態(tài)處理起點判斷、幀加權判斷等子步驟；
[0070]步驟24、對輸出的圖像進行顯示。
[0071]以上各步驟的具體實現(xiàn)可參考上述超聲彈性成像系統(tǒng)的實施例2中各模塊對應的實現(xiàn)過程，在此不再重述。此外上述方法實施例還可以包括對B信號進行處理以形成待檢測目標的灰階圖像的步驟。
[0072]實施例3
[0073]本實施例的超聲彈性成像系統(tǒng)20的原理性結構如圖4所示，包括:超聲探頭、信號預處理裝置401、B信號處理裝置402、彈性處理裝置403和顯示裝置404。
[0074]超聲探頭、信號預處理裝置401、B信號處理裝置402和顯示裝置404與實施例1的超聲探頭、信號預處理裝置101、B信號處理裝置102和顯示裝置104類似，不再贅述。彈性處理裝置403仍包括彈性信息檢測模塊、質量參數計算模塊和幀處理模塊，其中彈性信息檢測模塊和質量參數計算模塊與實施例2的彈性信息檢測模塊和質量參數計算模塊類似，不再贅述。本實施例的彈性處理裝置403的幀處理模塊也是用于根據各幀彈性信息的質量參數確定是否輸出所對應幀的彈性圖像，但與實施例2不同之處在于幀處理模塊的幀加權判斷單元還細分為用于進行連續(xù)壞幀數判斷的壞幀判斷子單元以及用于進行加權的幀加權子單元，幀處理模塊中起點判斷單元采用的實時動態(tài)處理起點判斷方法與實施例2的實時動態(tài)處理起點判斷方法類似，不再贅述。類似地，實時動態(tài)處理起點判斷是在系統(tǒng)需要搜索起點時(即無搜索起點或原搜索起點已經失效時)進行，而幀加權判斷則是在系統(tǒng)已經找到實時動態(tài)處理起點幀之后才得以進行。應理解，系統(tǒng)需要實時存儲上一幀的動態(tài)幀間處理之后用于輸出顯示的結果，來輔助當前幀的處理。
[0075]系統(tǒng)一旦已經搜索到動態(tài)處理起點，則從起點幀之后，系統(tǒng)還需要累積不滿足系統(tǒng)要求的連續(xù)壞幀的數目，以輔助之后各幀的處理。這里，術語“連續(xù)壞幀數”指連續(xù)幾幀質量參數均不滿足系統(tǒng)預設質量要求的幀的數目。一旦出現(xiàn)質量參數滿足系統(tǒng)要求的幀，則清零該連續(xù)壞幀數，然后進行幀加權處理，而連續(xù)壞幀數則是等到再次出現(xiàn)質量參數不滿足要求的幀時才重新累加。
[0076]幀加權判斷方法如下:
[0077]a)如果當前幀的質 量參數滿足系統(tǒng)設定的要求，則系統(tǒng)取當前幀與前一幀的輸出結果做一定加權處理之后輸出顯示。兩幀之間的加權系數可由系統(tǒng)調節(jié)指定。一種加權方法中，設上一幀的輸出結果為R(1-l)，當前幀數據為D(i)，其中i表示當前幀的編號，k為系統(tǒng)指定的加權系數，則幀加權的結果為:
[0078]R(i)=R(1-l)*k+D(i)*(l-k)
[0079]B)如果當前幀的質量參數不滿足系統(tǒng)設定的要求，此時將涉及連續(xù)壞幀數判斷，即分為兩種情況處理:(1)如果系統(tǒng)累加的連續(xù)壞幀數不超過系統(tǒng)的預設閾值(一種實例中預設閾值可以是經驗值)，則系統(tǒng)以存儲的上一幀的動態(tài)幀間處理結果作為當前幀的數據進行輸出；(2)如果系統(tǒng)累加的連續(xù)壞幀數超過了系統(tǒng)的預設閾值，則不輸出當前幀的數據，系統(tǒng)原實時動態(tài)處理起點失效，之后的各幀均需重新進行動態(tài)處理起點的搜索，且系統(tǒng)連續(xù)壞幀數清零，于是上述過程得以動態(tài)循環(huán)處理。
[0080]幀處理模塊涉及的具體流程如圖5所示，包括:
[0081]步驟S501、以送入的當前幀開始處理，
[0082]步驟S502、判斷系統(tǒng)是否存在動態(tài)處理起點，若是則轉步驟S507，若否則轉步驟S503,
[0083]步驟S503、判斷當前幀的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，若是則轉步驟S504，若否則轉步驟S506，[0084]步驟S504、記當前幀為動態(tài)處理起點，繼續(xù)步驟S505，
[0085]步驟S505、直接輸出當前幀的數據，繼續(xù)步驟S506，
[0086]步驟S506、不輸出當前幀的數據，可以理解，步驟S506之后將重復執(zhí)行步驟S501，即接收新送入的當前幀進行新一輪的判斷處理；
[0087]步驟S507、系統(tǒng)開始累積連續(xù)壞幀數，繼續(xù)步驟S508，
[0088]步驟S508、判斷此時正處理的幀的質量參數是否滿足系統(tǒng)要求，若是則轉步驟S509，若否則轉步驟S511，
[0089]步驟S509、清零連續(xù)壞幀數，繼續(xù)步驟S510，
[0090]步驟S510、將此時正處理的幀與上一幀的處理結果加權后輸出，可以理解，步驟S510之后將重復執(zhí)行步驟S501，即接收新送入的當前幀進行新一輪的判斷處理；
[0091]步驟S511、判斷連續(xù)壞幀數是否達到系統(tǒng)預設閾值，若是則轉步驟S512，若否則轉步驟S515直接取上一幀處理的結果作為輸出，
[0092]步驟S512、使原動態(tài)處理起點失效(即下一輪判斷時此時的動態(tài)處理起點不存在)，繼續(xù)步驟S513，
[0093]步驟S513、清零連續(xù)壞幀數，
[0094]步驟S514、不輸出當前幀的數據，可以理解，步驟S514之后將重復執(zhí)行步驟S501，即接收新送入的當前幀進行新一輪的判斷處理。
[0095]本領域技術人員在·不影響上述流程的設計思想的前提下，可以更改上述某些步驟的順序，例如步驟S512和步驟S513的執(zhí)行順序可以顛倒，或者在具體實現(xiàn)時可以同時執(zhí)行步驟S512和步驟S513。在系統(tǒng)既無動態(tài)處理起點，當前幀質量也不滿足系統(tǒng)要求時，系統(tǒng)不顯示彈性圖像，從而可以提示用戶需調整手法重新采集圖像。
[0096]本申請中超聲彈性成像方法的一種實施例與上述超聲彈性成像系統(tǒng)的實施例3相應，包括:
[0097]步驟31、在彈性成像模式下，探頭以系統(tǒng)預先設定好的掃描規(guī)則進行超聲發(fā)射并接收超聲回波信號；
[0098]步驟32、對接收到的超聲回波信號進行信號預處理，預處理包括波束合成等；
[0099]步驟33、提取出反映待檢測目標的彈性信息，計算出反映與彈性信息對應的各幀彈性圖像質量的質量參數，根據各幀彈性圖像的質量參數確定是否輸出對應幀的彈性圖像，其中在確定是否輸出彈性圖像時采用實時動態(tài)處理起點判斷、幀加權判斷、連續(xù)壞幀數判斷等；
[0100]步驟24、對輸出的圖像進行顯示。
[0101]以上各步驟的具體實現(xiàn)可參考上述超聲彈性成像系統(tǒng)的實施例3中各模塊對應的實現(xiàn)過程，在此不再重述。此外上述方法實施例還可以包括對B信號進行處理以形成待檢測目標的灰階圖像的步驟。
[0102]本實施例在彈性成像模式下，探頭以系統(tǒng)預先設定好的掃描規(guī)則進行超聲發(fā)射并接收回波信息，經過波束合成環(huán)節(jié)后輸出射頻信號，然后經過彈性信息檢測模塊和質量參數計算模塊，一方面提取出彈性信息，另一方面計算出反映各幀彈性信息質量的參數，接著送入幀處理模塊，提高幀間穩(wěn)定性，最后輸出成為彈性圖像。其中，幀處理模塊實際上是系統(tǒng)搜索動態(tài)處理起點，搜索到起點后根據幀質量好壞選擇性與上一幀輸出結果進行幀加權輸出或者直接使用上一幀結果輸出，出現(xiàn)連續(xù)多次壞幀后又重新搜索處理起點，這是一個實時動態(tài)循環(huán)過程，其最終既保證了系統(tǒng)的輸出圖像的質量，如圖像來源于形變程度接近、搜索結果準確可信的應變數據，又保證了連續(xù)多幀圖像數據之間有一定的關聯(lián)性，從而大大提高系統(tǒng)圖像輸出的穩(wěn)定性，使得臨床對彈性圖像的識別或判斷更簡單。
[0103]實施例4
[0104]本實施例的超聲成像中實時動態(tài)幀間處理方法包括:
[0105]步驟41、計算反映各幀圖像質量的質量參數；
[0106]步驟42、判斷超聲成像系統(tǒng)中是否存在動態(tài)處理起點幀，動態(tài)處理起點幀是指該幀圖像的質量參數滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不存在動態(tài)處理起點幀，則判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不滿足則不輸出當前幀圖像，如果滿足則輸出所述當前幀圖像，并將所述當前幀圖像視為動態(tài)處理起點幀；
[0107]步驟43、如果經步驟42判斷中存在動態(tài)起點處理幀，則判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不滿足則直接取上一幀的處理結果作為當前幀的數據輸出，同時，原動態(tài)處理起點失效，如果滿足，則將當前幀和上一幀的處理結果進行加權后輸出。
[0108]上述步驟42和43的具體過程可參考圖3所示的流程圖，不作贅述。應理解，系統(tǒng)需要實時存儲上一幀的動態(tài)幀間處理之后用于輸出顯示的結果，來輔助當前幀的處理。對于彈性成像的超聲成像，其涉及的質量參數可以是如前述實施例2提及的形變程度參數和互相關檢測質量參數等，而系統(tǒng)預設質量要求則與這些參數相關；對于非彈性成像的超聲成像系統(tǒng)，其涉及的步驟 41的質量參數可以是其它用于評價圖像質量的參數，例如圖像的信噪比、對比度等可作為評價質量的參數，當然系統(tǒng)預設質量要求則與對應采用的評價參數有關。
[0109]本實施例的實時動態(tài)幀間處理方法實際上是系統(tǒng)搜索動態(tài)處理起點，搜索到起點后根據幀質量好壞選擇性與上一幀輸出結果進行幀加權輸出或者直接使用上一幀結果輸出，保證了系統(tǒng)的輸出圖像的質量，從而提高系統(tǒng)圖像輸出的穩(wěn)定性。
[0110]實施例5
[0111]本實施例的超聲成像中實時動態(tài)幀間處理方法包括:
[0112]步驟51、計算反映各幀圖像質量的質量參數；
[0113]步驟52、判斷超聲成像系統(tǒng)中是否存在動態(tài)處理起點幀，動態(tài)處理起點幀是指該幀圖像的質量參數滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不存在動態(tài)處理起點幀，則判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不滿足則不輸出當前幀圖像，如果滿足則輸出所述當前幀圖像，并將所述當前幀圖像視為動態(tài)處理起點幀；
[0114]步驟53、如果經步驟52判斷中存在動態(tài)起點處理幀，則系統(tǒng)開始累計連續(xù)壞幀數，連續(xù)壞幀數是指連續(xù)多幀圖像的質量參數均不滿足系統(tǒng)預設質量要求，一旦出現(xiàn)質量滿足系統(tǒng)要求的幀，則清零該連續(xù)壞幀數，然后進行幀加權處理，即將當前幀和上一幀的處理結果進行加權后輸出，而連續(xù)壞幀數則是等到再次出現(xiàn)質量參數不滿足要求的幀時才重新累加。
[0115]步驟54、如果未出現(xiàn)質量滿足系統(tǒng)要求的當前幀并且連續(xù)壞幀數達到系統(tǒng)預設閾值(通常為經驗值)，則原動態(tài)處理起點失效，連續(xù)壞幀數清零且不輸出當前幀的數據，如果未出現(xiàn)質量滿足系統(tǒng)要求的當前幀并且連續(xù)壞幀數尚未達到系統(tǒng)預設閾值(通常為經驗值)，則直接取上一幀的處理結果作為當前幀的數據輸出。
[0116]上述步驟52~54的具體過程可參考圖5所示的流程圖，不作贅述。應理解，系統(tǒng)需要實時存儲上一幀的動態(tài)幀間處理之后用于輸出顯示的結果，來輔助當前幀的處理。對于彈性成像的超聲成像，其涉及的質量參數可以是如前述實施例2提及的形變程度參數和互相關檢測質量參數等，而系統(tǒng)預設質量要求則與這些參數相關；對于非彈性成像的超聲成像系統(tǒng)，其涉及的步驟51的質量參數可以是其它用于評價圖像質量的參數，例如圖像的信噪比、對比度等可作為評價質量的參數，當然系統(tǒng)預設質量要求則與對應采用的評價參數有關。
[0117]本實施例的實時動態(tài)幀間處理方法實際上是系統(tǒng)搜索動態(tài)處理起點，搜索到起點后根據幀質量好壞選擇性與上一幀輸出結果進行幀加權輸出或者直接使用上一幀結果輸出，出現(xiàn)連續(xù)多次壞幀后又重新搜索處理起點，這是一個實時動態(tài)循環(huán)過程，其最終既保證了系統(tǒng)的輸出圖像的質量，如圖像來源于形變程度接近、搜索結果準確可信的應變數據，又保證了連續(xù)多幀圖像數據之間有一定的關聯(lián)性，從而大大提高系統(tǒng)圖像輸出的穩(wěn)定性，使得臨床對彈性圖像的識別或判斷更簡單。
[0118]綜上，按本申請上述實施例提供的方法或系統(tǒng)，可對連續(xù)各幀的輸出顯示實時進行動態(tài)判斷和輸出控制，并對質量好的各幀之間進行一定的加權處理，增加了相鄰幀之間的關聯(lián)性，同時選擇性剔除了少量壞幀的影響，出現(xiàn)大量壞幀時也提示了用戶操作不當重新采集圖像，最終使得彈性圖像穩(wěn)定性大大增加，使得臨床對彈性圖像的識別或判斷更簡單。
[0119]本領域技術人員可以理解，上述實施方式中各種方法的全部或部分步驟可以通過程序來指令相關硬件完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質中，存儲介質可以包括:只讀存儲器、隨機存儲器、磁盤或光盤等。
[0120]以上內容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只 局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
【權利要求】
1.一種超聲彈性成像系統(tǒng)，其特征在于，包括對接收到的信號進行彈性處理的彈性處理裝置，所述彈性處理裝置包括: 彈性信息檢測模塊，用于對接收到的信號提取出反映待檢測目標的彈性信息； 質量參數計算模塊，用于計算出反映與彈性信息對應的各幀彈性圖像質量的質量參數； 幀處理模塊，用于根據各幀彈性圖像的質量參數確定是否輸出對應幀的彈性圖像。
2.如權利要求1所述的超聲彈性成像系統(tǒng)，其特征在于，所述幀處理模塊包括: 起點判斷單元，用于判斷系統(tǒng)中是否存在動態(tài)處理起點幀，所述動態(tài)處理起點幀是指該幀圖像的質量參數滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不存在動態(tài)處理起點幀，則判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不滿足則不輸出所述當前幀圖像，如果滿足則輸出所述當前幀圖像，并將所述當前幀圖像視為動態(tài)處理起點幀； 幀加權判斷單元，用于在起點判斷模塊判斷出系統(tǒng)存在動態(tài)處理起點后，根據當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求的判斷結果確定是否則將當前幀圖像與上一中貞的輸出進行加權后輸出。
3.如權利要求2所述的超聲彈性成像系統(tǒng)，其特征在于，所述幀加權判斷單元包括: 壞幀判斷子單元，用于在起點判斷模塊判斷出系統(tǒng)存在動態(tài)處理起點后，累計連續(xù)壞幀數，所述連續(xù)壞幀數是指連續(xù)多幀圖 像的質量參數均不滿足系統(tǒng)預設質量要求，判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果滿足則判斷所述連續(xù)壞幀數是否達到預設閾值，如果達到則無效原動態(tài)處理起點，清零所述連續(xù)壞幀數，不輸出當前幀圖像，如果未達到則取上一幀的輸出作為當前幀圖像的輸出； 幀加權子單元，用于在壞幀判斷子單元判斷出當前幀圖像的質量參數滿足系統(tǒng)預設質量要求，清零連續(xù)壞幀數，并將當前幀圖像與上一幀的輸出進行加權后輸出。
4.如權利要求1-3任一項所述的超聲彈性成像系統(tǒng)，其特征在于，所述質量參數包括形變程度參數和互相關檢測質量參數中的至少一項參數；所述形變程度參數為當前幀圖像對應的平均應變值；所述互相關檢測質量參數為根據彈性信息檢測模塊采用的位移檢測方法所選擇相應的評分標準得到的當前幀圖像的評分。
5.如權利要求4所述的超聲彈性成像系統(tǒng)，其特征在于，所述彈性信息檢測模塊采用的位移檢測方法為絕對值和SAD方法，所述評分標準包括: 計算第一項得分，所述第一項得分用來評估位移檢測中當前搜索區(qū)域處的SAD最大值和系統(tǒng)預設的SAD上限的距離； 計算第二項得分，所述第二項得分用來評估所述當前搜索區(qū)域處的SAD最小值與系統(tǒng)預設的SAD下限的距離； 取第一項得分和第二項得分的加權結果作為當前次搜索的質量得分； 對當前幀圖像遍歷得到的質量得分求平均值即可得到當前幀圖像的評分。
6.如權利要求4所述的超聲彈性成像系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一項得分的計算公式包括 Scorel= (SAD_max_SAD_min) / (SAD_High-SAD_min), 所述第二項得分的計算公式包括 score2= (SAD_max_SAD_min) / (SAD_max_SAD_Low), 所述第一項得分和第二項得分的加權的計算公式包括sc0re_SAD=scorel*p+score2*(1-p),其中scorel為第一項得分，SAD_max為所述當前搜索區(qū)域處的SAD最大值,SAD_min為所述當前搜索區(qū)域處的SAD最小值，SAD_High為系統(tǒng)預設的SAD上限，SAD_Low為系統(tǒng)預設的SAD下限，score_SAD為所述當前次搜索的質量得分，P為系統(tǒng)預設的加權系數。
7.一種超聲彈性成像方法，其特征在于，包括: 彈性信息檢測步驟，對接收到的信號提取出反映待檢測目標的彈性信息，計算出反映與彈性信息對應的各幀彈性圖像質量的質量參數，根據各幀彈性圖像的質量參數確定是否輸出對應幀的彈性圖像。
8.如權利要求7所述的超聲彈性成像方法，其特征在于，所述根據各幀彈性圖像的質量參數確定是否輸出對應幀的彈性圖像包括: 起點判斷子步驟，判斷系統(tǒng)中是否存在動態(tài)處理起點幀，所述動態(tài)處理起點幀是指該幀圖像的質量參數滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不存在動態(tài)處理起點幀，則判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不滿足則不輸出所述當前幀圖像，如果滿足則輸出所述當前幀圖像，并將所述當前幀圖像視為動態(tài)處理起點幀； 幀加權判斷子步驟，用于在判斷出系統(tǒng)存在動態(tài)處理起點后，根據當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求的判斷結果確定是否則將當前幀圖像與上一幀的輸出進行加權后輸出。
9.如權利要求8所述的超聲彈性成像方法，其特征在于，所述幀加權判斷子步驟包括: 在判斷出系統(tǒng)存在動態(tài)處理起點后，累計連續(xù)壞幀數，所述連續(xù)壞幀數是指連續(xù)多幀圖像的質量參數均不滿足系統(tǒng)預設質量要求，判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果滿 足則判斷所述連續(xù)壞幀數是否達到預設閾值，如果達到則無效原動態(tài)處理起點，清零所述連續(xù)壞幀數，不輸出當前幀圖像，如果未達到則取上一幀的輸出作為當前幀圖像的輸出； 在判斷出當前幀圖像的質量參數滿足系統(tǒng)預設質量要求，清零連續(xù)壞幀數，并將當前中貞圖像與上一幀的輸出進行加權后輸出。
10.如權利要求7-9任一項所述的超聲彈性成像方法，其特征在于，所述質量參數包括形變程度參數和互相關檢測質量參數中的至少一項參數；所述形變程度參數為當前幀圖像對應的平均應變值；所述互相關檢測質量參數為根據彈性信息檢測步驟采用的位移檢測方法所選擇相應的評分標準得到的當前幀圖像的評分。
11.如權利要求10所述的超聲彈性成像方法，其特征在于，所述彈性信息檢測步驟采用的位移檢測方法為絕對值和SAD方法，所述評分標準包括: 計算第一項得分，所述第一項得分用來評估位移檢測中當前搜索區(qū)域處的SAD最大值和系統(tǒng)預設的SAD上限的距離； 計算第二項得分，所述第二項得分用來評估所述當前搜索區(qū)域處的SAD最小值與系統(tǒng)預設的SAD下限的距離； 取第一項得分和第二項得分的加權結果作為當前次搜索的質量得分； 對當前幀圖像遍歷得到的質量得分求平均值即可得到當前幀圖像的評分。
12.—種超聲成像中實時動態(tài)幀間處理方法，其特征在于，包括: 參數獲取步驟，計算反映各幀圖像質量的質量參數； 起點判斷步驟，判斷系統(tǒng)中是否存在動態(tài)處理起點幀，所述動態(tài)處理起點幀是指該中貞圖像的質量參數滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不存在動態(tài)處理起點幀，則判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果不滿足則不輸出所述當前幀圖像，如果滿足則輸出所述當前幀圖像，并將所述當前幀圖像視為動態(tài)處理起點幀； 幀加權判斷步驟，用于在判斷出系統(tǒng)存在動態(tài)處理起點后，根據當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求的判斷結果確定是否則將當前幀圖像與上一幀的輸出進行加權后輸出。
13.如權利要求12所述的超聲成像中實時動態(tài)幀間處理方法，其特征在于，所述幀加權判斷步驟包括: 在判斷出系統(tǒng)存在動態(tài)處理起點后，累計連續(xù)壞幀數，所述連續(xù)壞幀數是指連續(xù)多幀圖像的質量參數均不滿足系統(tǒng)預設質量要求，判斷當前幀圖像的質量參數是否滿足系統(tǒng)預設質量要求，如果滿足則判斷所述連續(xù)壞幀數是否達到預設閾值，如果達到則無效原動態(tài)處理起點，清零所述連續(xù)壞幀數，不輸出當前幀圖像，如果未達到則取上一幀的輸出作為當前幀圖像的輸出； 在判斷出當前幀圖像的質量參數滿足系統(tǒng)預設質量要求，清零連續(xù)壞幀數，并將當前中貞圖像與上一幀的輸出`進行加權后輸出。
【文檔編號】A61B8/08GK103845081SQ201210495184
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權日:2012年11月28日
【發(fā)明者】李雙雙 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司