[發明專利]基于GPU的多種MV高清算法快速醫學超聲影像系統

在審

• 申請號: 201810278570.5
• 申請日: 2018-03-31
• 公開（公告）號: CN108354626A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 陳俊穎;陳錦輝;閔華清
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.基于GPU的多種MV高清算法快速醫學超聲影像系統，其特征在于包括初始啟動模塊、模擬仿真模塊、算法成像模塊和結果顯示模塊；其中，初始啟動模塊完成系統初始化設置后調用算法成像模塊進行成像，模擬仿真模塊作為一個輔助模塊產生模擬數據供其他模塊使用，算法成像模塊是整個系統的核心模塊，接收來自初始啟動模塊的參數設置與模塊仿真模塊或數據采集設備的數據進行成像計算，而結果顯示模塊則對其他模塊的結果進行最后的處理與顯示，各個模塊之間既獨立工作又相互協作，最終實現多種MV算法的快速成像功能。

2.根據權利要求1所述的基于GPU的多種MV高清算法快速醫學超聲影像系統，其特征在于初始啟動模塊主要進行系統啟動時需要的初始化工作，包括初始化參數、設置成像場景、設置啟用的算法、評估指標及圖像顯示參數，其中大多數初始化設置提供了與傳統超聲成像系統一致的選項，而對于成像算法的設置，本系統則提供了多種高清成像算法的選擇，包括常規MV算法、迭代MV算法、融合對角加載的MV算法、前后向平滑MV算法、融合廣義相干因子的MV算法、基于特征空間處理的MV算法和特征空間與符號相干系數融合的MV算法。

3.根據權利要求1所述的基于GPU的多種MV高清算法快速醫學超聲影像系統，其特征在于模擬仿真模塊采用Field II模擬超聲成像過程取得仿真數據，首先模擬現實的超聲成像設備設置需要的物理數據，創建發射和接收陣元，另外需根據實際應用場景需要創建虛擬的物體，然后，按掃描線逐條計算并收集回波數據。

4.根據權利要求1所述的基于GPU的多種MV高清算法快速醫學超聲影像系統，其特征在于算法成像模塊包含常規MV算法、迭代MV算法、融合對角加載的MV算法、前后向平滑MV算法、融合廣義相干因子的MV算法、基于特征空間處理的MV算法和特征空間與符號相干系數融合的MV算法。

算法成像模塊由初始模塊進行調用啟動，通過數據采集設備或模擬仿真模塊獲得成像所需的原始信號數據，然后根據MV算法進行像素幅度值計算，取得成像，并將成像結果交給結果顯示模塊以顯示最終的超聲圖像。

5.根據權利要求4所述的基于GPU的多種MV高清算法快速醫學超聲影像系統，其特征在于將算法成像模塊主要計算過程分為計算信號延遲，計算協方差矩陣，計算自適應權重，計算優化算子和計算像素幅度值5個部分，這些計算過程在GPU線程塊中通過多線程協作完成。

算法成像模塊可根據實際診斷場景需求經由初始啟動模塊進行設定后調用，采用策略模式對各MV高清成像算法進行封裝，并實現可插拔式調用，可方便地進行增加、刪除或升級操作。

6.根據權利要求4所述的基于GPU的多種MV高清算法快速醫學超聲影像系統，其特征在于結果顯示模塊對算法成像模塊的計算結果進行進一步的處理后將成像結果輸出到顯示器中進行顯示；超聲成像在經過波束形成后，通常還會進行包絡檢波、對數壓縮和都灰階范圍校正，結果顯示模塊通過調用Maltab相應函數對數據進行希爾伯特變換、對數壓縮、灰階范圍校正操作后，將圖像相關數據輸出到對應的橫縱坐標軸內，最終在屏幕上顯示出超聲成像結果；同時，結果顯示模塊也會收集實際診斷場景的相關信息，并將其顯示在顯示器的合適區域中，為使用人員提供全面詳盡的信息供診斷參考。