[發(fā)明專利]組織多普勒成像方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610132042.6
• 申請(qǐng)日: 2006-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN101167656A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張羽;李鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司
• 主分類號(hào): A61B8/06
• 分類號(hào): A61B8/06;A61B8/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 覃鳴燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超聲診斷成像方法和裝置，尤其涉及一種組織多普勒成像方法和裝置。

背景技術(shù)

組織多普勒成像技術(shù)(TDI)是一種基于多普勒頻移原理開發(fā)出的用于檢測(cè)和分析活體內(nèi)局部組織的運(yùn)動(dòng)和功能的超聲成像技術(shù)。目前，TDI技術(shù)因其能夠?qū)植拷M織，特別是局部心肌功能做出較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，而廣泛應(yīng)用于心肌病變的臨床診斷。

活體心臟的運(yùn)動(dòng)信息主要包括血液的流動(dòng)以及心肌的收縮和舒張。目前，彩色多普勒血流成像技術(shù)已經(jīng)能夠比較準(zhǔn)確地呈現(xiàn)心臟內(nèi)血流的運(yùn)動(dòng)狀況。心肌運(yùn)動(dòng)與血液流動(dòng)在運(yùn)動(dòng)速度和振幅范圍上存在一定的差異。血流信號(hào)的特征為高頻低振幅，而心肌信號(hào)為低頻高振幅。鑒于血流和心肌信號(hào)的這種差異，組織多普勒成像在傳統(tǒng)多普勒血流成像技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過改變多普勒濾波系統(tǒng)和增益控制器，選擇出低頻高振幅的心肌運(yùn)動(dòng)信息，然后對(duì)選擇出的心肌運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行多普勒估計(jì)和彩色編碼，從而顯示心肌運(yùn)動(dòng)的圖像。

圖1示出了一種組織多普勒成像系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，信號(hào)收發(fā)單元110向人體內(nèi)的探測(cè)目標(biāo)，如心臟，發(fā)射超聲波，并接收來自目標(biāo)的回波信號(hào)。所接收的回波信號(hào)經(jīng)過前置放大、ADC變換和波束合成(DBF)等處理后，一路輸入到單元150進(jìn)行非多普勒信號(hào)處理，以便直接顯示人體組織的解剖結(jié)構(gòu)。另一路回波信號(hào)輸入到單元120進(jìn)行正交解調(diào)，以進(jìn)行多普勒分析。正交解調(diào)單元120對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)，并將解調(diào)出的多普勒同相信號(hào)I和正交信號(hào)Q送入濾波器130進(jìn)行濾波，以濾出心肌信號(hào)。隨后，多普勒估計(jì)單元140按照與多普勒血流成像類似的方式對(duì)濾出的心肌信號(hào)進(jìn)行多普勒估計(jì)，如自相關(guān)處理和快速傅立葉變換等，以計(jì)算出多普勒信號(hào)的頻移F、能量P、方差T等參數(shù)。其中，根據(jù)多普勒頻移原理，多普勒信號(hào)的頻移F與被探測(cè)目標(biāo)的移動(dòng)速度V成正比，因此通常用速度V來表示多普勒信號(hào)的頻移F。估計(jì)出的這些參數(shù)在進(jìn)行彩色編碼后，輸入到顯示單元160。最后，顯示單元160將非多普勒信號(hào)處理獲得的組織解剖結(jié)構(gòu)圖像和經(jīng)過彩色編碼的多普勒信號(hào)參數(shù)圖像進(jìn)行合成在一起，并通過DSC(數(shù)字掃描轉(zhuǎn)換)將合成的圖像送到顯示器進(jìn)行顯示。

在圖1所示的組織多普勒成像系統(tǒng)中，為了獲得準(zhǔn)確的心肌運(yùn)動(dòng)圖像，濾波器130的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵步驟之一，也是難點(diǎn)之一。隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，研究者已經(jīng)提出了多種方法來選出心肌信號(hào)，例如，采用低通濾波器(LPF)濾除血流信息，旁路掉傳統(tǒng)多普勒血流成像系統(tǒng)中用于濾出血流信號(hào)的高通濾波器(HPF)，以及修改原高通濾波器的截止頻率，等等。

按照上述方法設(shè)計(jì)出的組織多普勒成像系統(tǒng)的差別主要在于是否采用了高通濾波器。在旁路掉高通濾波器的方案中，心臟內(nèi)靜止組織、血流運(yùn)動(dòng)和心肌運(yùn)動(dòng)的信息均包括在提取出的多普勒信號(hào)中，并送入單元140進(jìn)行多普勒估計(jì)。于是，正確區(qū)分和顯示心肌信號(hào)的任務(wù)就由后面的圖像合成器來完成。然而，圖像合成器只能根據(jù)信號(hào)振幅的大小消除低振幅的血流信號(hào)。對(duì)于同樣具有較高振幅的靜止組織的回波信號(hào)，則單單憑借信號(hào)振幅是難以將其區(qū)分出并消除的。由此，采用這種方法，心肌運(yùn)動(dòng)的圖像中不可避免地帶有來自靜止組織噪聲，從而降低了圖像質(zhì)量。類似的問題也出現(xiàn)在利用低通濾波器來濾除血流信號(hào)的方法中。在這種方法中，盡管高頻血流信號(hào)可以利用濾波器加以消除，但來自靜止組織的回波信號(hào)依然與來自心肌的回波信號(hào)共存，并且不可能根據(jù)信號(hào)振幅將它們區(qū)分開來。由此可見，在不采用高通濾波器的TDI方案中，如何消除來自靜止組織的回波信號(hào)是個(gè)尚待解決的問題。

在修改高通濾波器的方案中，高通濾波器的截止頻率可根據(jù)心肌運(yùn)動(dòng)的速度范圍進(jìn)行修改，例如，適當(dāng)降低HPF的截止頻率，以僅僅濾除來自靜止組織的回波信號(hào)，就可以克服上述方案的缺陷。但是，這種修改后的高通濾波器通常對(duì)回波信號(hào)中提取出的多普勒信號(hào)(I和Q)直接進(jìn)行時(shí)域?yàn)V波，如IIR形式的濾波，因而，對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)而言，這種濾波器需要消耗大量的硬件資源。