[發明專利]空間復合成像方法、設備及其超聲成像系統

有效

• 申請號: 200610169014.1
• 申請日: 2006-12-15
• 公開（公告）號: CN101199430A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 張羽;王勇
• 申請（專利權）人: 深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司
• 主分類號: A61B8/14
• 分類號: A61B8/14;A61B8/00;G01S7/52;G01S15/89
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉炳勝

技術領域

本發明涉及超聲掃描系統，尤其涉及采用空間復合成像技術的超聲掃描系統。

背景技術

目前，超聲掃描診斷系統在醫學上得到越來越廣泛的應用，而其中空間復合成像技術的利用又可以降低超聲圖像中的斑點噪聲、聲影、混響等，提高圖像的對比分辨率和信噪比，從而提高超聲圖像的清晰度和可讀性。超聲成像中的空間復合成像技術，通常利用掃描聲束的偏轉實現從多個角度對同一目標進行成像。圖1顯示了利用線陣三個偏轉角度的組件圖像C(i，j)實現空間復合的示意圖，其中C(i，j)表示第i個偏轉掃描周期(完成三個偏轉角度的掃描成像的時間定義為偏轉掃描周期)的第j個組件圖像。由圖可見在整個掃描區域中，三個偏轉角度的組件圖像在一個梯形區域內重疊。由于不同偏轉角度的組件圖像具有相對獨立的斑點噪聲，以及不同的聲影和混響等干擾，通過三個組件圖像的復合即可有效降低上述因素的影響，從而在該重疊區域內獲得最好的圖像質量。

一種典型的超聲掃描復合成像系統的原理框圖如圖2所示，該系統實現了B型空間復合成像。圖中復合成像控制器根據實際應用的需要確定掃描偏轉的角度大小和組件圖像的數目，并通過控制發射和接收的延時聚焦參數，實現發射和接收掃描波束的偏轉。接收到的信號經過動態濾波有效提取出回波中有效的頻率分量，提高回波信號的信噪比，然后提取出回波信號的包絡信息。包絡提取可以通過絕對值檢波實現，也可以通過正交解調后取正交信號的模實現。提取出的包絡信號經過對數壓縮、降采樣等處理后，產生不同偏轉角度的組件圖像。對新采集的組件圖像與內存中存儲的組件圖像進行空間復合圖像處理(image?compounding?process)產生空間復合的圖像，空間復合的圖像經過數字掃描轉換(DSC)后送到顯示器進行顯示。顯然，系統也可以在復合圖像處理之后對復合的圖像進行對數壓縮，但是由于B型圖像具有很大的動態范圍，若在復合圖像處理后進行對數壓縮，為了避免圖像的失真，存儲的組件圖像就需要較大的存儲位寬，而在復合圖像處理之前對組件圖像進行對數壓縮則可以有效降低存儲空間的需求。

在美國專利US6126599中，James?R.Jago等提出了一種簡單的實時空間圖像復合處理方法及裝置，在該方法中超聲成像系統首先采集和存儲一系列偏轉角度的組件圖像，復合采集到的組件圖像獲得第一個空間復合的圖像，第一個復合的圖像減去組件圖像中的一個圖像，獲得部分復合的圖像，當獲得一個新偏轉角度的組件圖像之后，部分復合的圖像與新角度的組件圖像相加獲得第二個空間復合的圖像。該方法通過將上一次采集到的一個偏轉角度的組件圖像從上一次復合圖像中減去，并加入本次新采集的該偏轉角度的組件圖像以得到新的復合圖像，從而實現實時空間復合。該方法的最大優點在于每次復合計算不需要訪問所有組件圖像的存儲空間，從而降低了內存訪問的帶寬。

盡管該專利文獻所公開的發明可以基本做到以實時幀率顯示圖像，但可以發現，其存在以下問題：(1)在合成復合圖像時需要全部偏轉角度的組件圖像，以第一幀復合圖像為例，如圖3所示，它必須等到全部偏轉角度的圖像Co(0，0)，Co(0，1)，Co(0，2)均采集到后才生成第一復合圖像Co(0，2)，因此在這種意義上，它不是以真正的實時幀率顯示圖像；(2)其需要預先生成并存儲部分復合圖像。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明提出一種新型的空間復合圖像處理方法與設備，其可以做到真正的實時幀率，并減少存儲器空間要求。

此外，由于在實際應用中的掃查階段，用戶需要不斷移動探頭進行掃描目標的定位，在該過程中復合圖像由于時間分辨率較低會導致運動模糊，從而影響了用戶對掃查目標的快速定位。為此，本發明提出了一種降低運動模糊對掃查定位的影響的超聲成像系統和方法。

根據本發明的一個方面，提供一種合成不同偏轉角度的組件圖像的方法，包含以下步驟：a)接收組件圖像C(i，j)，其中i表示該組件圖像的偏轉掃描偨期，j表示組件圖像的偏轉角度；b)通過將該組件圖像與上一個偏轉掃描周期內的具有同一偏轉角度的組件圖像C(i-1，j)相減，計算一個差分圖像；c)對所述的差分圖像進行預處理；d)經過所述預處理后的差分圖像與上一幀的復合圖像進行復合，以合成新一幀的復合圖像。