[發明專利]一種基于背散射系數的超聲散射子直徑多尺度成像方法

有效

• 申請號: 201811115577.1
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109394263B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 周著黃;歐陽亞麗;吳水才;高宏建;丁琪瑛
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種基于背散射系數的超聲散射子直徑多尺度成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將矩形窗口在待測組織的超聲射頻信號上滑動，所述超聲射頻信號的大小為M×N，即M條掃描線，每條掃描線包含N個采樣點，相鄰兩條掃描線之間的間距為Int_lat米，相鄰兩個采樣點之間的間距為Int_axi米；所述矩形窗口即滑動窗口的大小為M_w×N_w，表示M_w條掃描線×N_w個采樣點，M_w＝ε×Len/Int_lat，N_w＝ε×Len/Int_axi，其中Len為超聲發射脈沖的長度，Len的單位為米，表示向上取整，ε為正整數；滑動窗口在X方向即掃描線方向和Z方向即采樣點方向上滑動的步長分別為δ_X和δ_Z，共獲得σ_X×σ_Z個滑動窗口，δ_X和δ_Z分別表示在X方向和Z方向上兩個相鄰的滑動窗口之間的距離，0δ_X≤M_w，0δ_Z≤N_w，σ_X＝(M－M_w)/δ_X，σ_Z＝(N－N_w)/δ_Z，其中表示向上取整；

步驟2、對于所述σ_X×σ_Z個大小為M_w×N_w的滑動窗口，分別計算每個滑動窗口內的超聲散射子直徑參數值，共獲得σ_X×σ_Z個超聲散射子直徑參數值，即大小為σ_X×σ_Z的超聲散射子直徑參數二維矩陣SD_orig；

滑動窗口內的超聲散射子直徑參數計算包括以下步驟2.1～2.2：

步驟2.1、計算滑動窗口內待測組織的背散射系數BSC_s：

其中，ω表示角頻率，z表示超聲掃描深度，S_s(ω)為待測組織的功率譜，S_r(ω)為參考體模的功率譜，參考體模的背散射系數BSC_r和衰減系數α_r(ω)是已知的；待測組織的衰減系數α_s(ω)采用基于參考體模的譜差法計算得到：其中，γ(ω)表示ln[S_s(ω)/S_r(ω)]隨超聲掃描深度z擬合直線的斜率；功率譜S的計算方式為：其中，p_n(t)表示滑動窗口內第n條掃描線的射頻信號，FT表示傅里葉變換，N_sw是滑動窗口內掃描線的數量；

步驟2.2、滑動窗口內的散射子直徑SD通過待測組織的背散射系數BSC_s與球形高斯散射子的理論背散射系數BSC_t之間的最小二乘法擬合得到：

上式表示使取值最小的SD，其中，ω_min和ω_max分別表示ω的最小取值和最大取值，n_ω表示ω的取值個數，ψ(ω,SD)和通過下式計算：

ψ(ω,SD)＝10ln[BSC_s(ω)]-10ln[BSC_t(ω)]，其中BSC_s(ω)和BSC_t(ω)分別表示角頻率ω下待測組織的背散射系數和球形高斯散射子的理論背散射系數，

步驟3、對于所述超聲散射子直徑參數二維矩陣SD_orig，將其插值為大小為M×N的超聲散射子直徑參數二維矩陣SDM；

步驟4、對于ε依次取值1,2,...,ε₁，其中ε₁為≥2的正整數，利用以上步驟1至步驟3，分別計算各ε取值下即各尺度下的超聲散射子直徑參數二維矩陣SDM_ε；

步驟5、計算多尺度超聲散射子直徑參數二維矩陣SDM_mul：

步驟6、對多尺度超聲散射子直徑參數二維矩陣SDM_mul進行顏色映射，得到超聲散射子直徑多尺度圖像。