[發(fā)明專利]可以降低隨機噪聲的高頻超聲淺表器官成像方法

有效

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• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103300888A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 楊軍;宋學東;計建軍;王延群
• 申請（專利權）人: 中國醫(yī)學科學院生物醫(yī)學工程研究所
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發(fā)明涉及一種超聲波成像方法，尤其涉及一種可以降低隨機噪聲的高頻超聲淺表器官成像方法。

背景技術

超聲成像的原理是由超聲換能器向人體組織發(fā)射超聲脈沖，然后接收由人體組織反射回來的回聲，從而獲取超聲傳播通道上的人體組織的一維信息，平移或轉動超聲的發(fā)射方向，同時不斷發(fā)射超聲并接收回聲，將會獲得聲束掃描過的平面區(qū)域的組織信息（見圖1），將這些信息進行重建，可獲得人體組織的二維切面圖像，即通常所說的B超圖像。

回聲信息非常微弱，因此需要放大很多倍才可供觀察，此過程中會有隨機噪聲與回聲信號一起被放大，這些隨機噪聲在圖像中成為背景噪聲，它會影響真實信息的表現(xiàn)，甚至淹沒一些相對微弱的回聲信息。

圖像的疊加平均方法是超聲成像技術中常用的消除隨機噪聲的有效方法。其原理是基于隨機噪聲在時間上的非相關性，即對同一位置進行多次掃描，每次掃描組織獲得的組織回聲信息是相同的，而回聲中的隨機噪聲都不同。因此，將對同一掃描區(qū)域重復掃描所獲得的多幅聲像圖進行疊加平均，會使隨機噪聲相互抵消而不降低組織回聲信息。理論上經過無窮次疊加后隨機噪聲將完全抵消。實際應用中不可能無限制的疊加，否則無法進行實時成像。一般的方法是采用幀平均的方法，在實時性要求不很高的情況下（如對靜止器官成像時）采用有限次疊加（一般不超過8次），即可有效降低隨機噪聲。采用這種方法的前提條件是一系列圖像的有用信息是不變的，即：1）被掃描的器官在多次掃描期間無形態(tài)變化；2）多次掃描期間探頭位置不變（即掃描的是同一部位）。否則圖像將產生重影，變得模糊不清。一般對靜止器官超聲成像的速度（幀頻）在每秒10幀左右，即每幀之間相隔時間為100ms左右，其間探頭難免發(fā)生微小的移動，若采用多幀平均，則時間還會成倍增加，探頭或組織器官移動的可能性更大。普通頻率的超聲成像時，分辨力在毫米量級，因此在掃描靜止器官時，不會因為探頭的振動和操作者手持探頭不穩(wěn)造成的微小位移導致重影。而在高頻超聲成像時，尤其是超聲頻率高于35MHz時，圖像的分辨力可達到幾十微米，因而微小的振動或探頭的位移都會造成圖像相對較大的變化。而操作者很難將探頭穩(wěn)定在這一精度，因此難免產生重影，該缺點導致這一技術在高頻超聲成像中的應用受到限制。

超聲成像設備的探測深度與接收回聲信息的接收時間成正比。普通超聲成像設備的最大探測深度約為18cm，對應每條掃描線的回聲接收時間為200μs以上，因而一般換能器在一個位置停留時間T在250μs以上（見圖2）。而35MHz以上的超聲成像設備的探測深度約為普通超聲成像設備的十分之一，回聲接收時間也約為前者的十分之一，也就是約30μs以內，其余約80%的時間為空閑等待狀態(tài)（見圖3），這就為線平均技術的實現(xiàn)創(chuàng)造了必要條件。

發(fā)明內容

針對上述情況，本發(fā)明提供可以降低隨機噪聲的高頻超聲淺表器官成像方法。本發(fā)明在不降低幀頻的前提下，達到與幀平均技術同樣的降噪效果，并且不會因此產生重影。

為達到上述目的，本發(fā)明一種可以降低隨機噪聲的高頻超聲淺表器官成像方法，是在掃描區(qū)域內的每一掃描位置，超聲換能器在停留時間T為150μs～250μs內連續(xù)等間隔地發(fā)射多次超聲脈沖，采用線平均法對超聲回聲信息進行疊加平均運算處理后，作為該掃描位置的掃描線；完成整個掃描區(qū)域內所有掃描位置的掃描線后實現(xiàn)二維高頻超聲成像。

進一步講，本發(fā)明可以降低隨機噪聲的高頻超聲淺表器官成像方法，其中，所述超聲換能器發(fā)射的多次超聲脈沖經過由回聲接收通道、緩沖選擇器、多路開關，N個緩存器、加法器、線存儲器和地址指針組成的電路；并包括以下步驟：