[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

本發明公開了一種基于背散射系數的超聲散射子直徑多尺度成像方法，是基于超聲射頻信號，計算背散射系數，再計算超聲散射子直徑參數并計算超聲散射子直徑多尺度圖像的方法。將不同尺度的滑動窗口在超聲射頻信號上滑動，基于背散射系數，計算每個滑動窗口內的超聲散射子直徑參數，得到各尺度下的超聲散射子直徑參數值矩陣，將各尺度下的超聲散射子參數值矩陣插值為超聲射頻信號的大小，并進行疊加平均，得到多尺度超聲散射子直徑參數矩陣，對多尺度超聲散射子直徑參數矩陣進行顏色映射，得到超聲散射子直徑多尺度圖像。本發明的超聲散射子直徑多尺度成像方法可用于乳腺、肝臟等生物組織的超聲組織定征。

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，特別涉及一種醫學超聲信號處理方法，更具體地，是利用超聲背散射信號(射頻信號)計算背散射系數，再計算超聲散射子直徑參數并進行多尺度成像的方法。

背景技術

超聲成像因實時性好、價格低廉、無電離輻射等特點，在臨床診斷中得到廣泛應用。超聲探頭(換能器)發射超聲波到組織中，超聲波與組織發生散射、反射、衍射等一系列相互作用后，超聲探頭接收組織的背散射回波。臨床常用的“B超”(B模式超聲成像)是利用背散射信號(射頻信號)的幅度信息進行成像，但丟失了頻率等信息，導致超聲成像的診斷信息有限。

生物軟組織可建模為一系列超聲散射子即散射聲波的微小粒子的組合。超聲探頭發射超聲波到軟組織內，再接收來自散射子的背散射回波，所以超聲射頻信號又稱為背散射信號。對于肝臟組織和乳腺組織，超聲散射子包括肝細胞、乳腺細胞(漫散射子)和肝小葉、乳腺導管/小葉(相干散射子)等，它可以直接反映組織的微觀結構。超聲背散射信號蘊含著散射子重要的特性，如：散射子體積大小、聲阻抗、濃度與排列等。另一方面，基于滑動窗口的超聲散射子特性參數成像算法，均存在一個關鍵問題有待解決，即不同的窗口大小對散射子特性參數圖像會產生影響；具體來說，較大的窗口可獲得穩定的參數估計及更好的散射子參數圖像平滑度，較小的窗口可獲得更高的散射子參數圖像分辨率。為了兼顧大窗口與小窗口的優勢，本發明旨在提出一種基于背散射系數的超聲散射子直徑多尺度成像方法，利用超聲背散射信號，計算背散射系數，再提取散射子直徑參數并進行多尺度成像，該方法可對傳統B超進行有效補充。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出一種基于背散射系數的超聲散射子直徑多尺度成像方法，可用于乳腺、肝臟等生物組織的超聲組織定征。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種基于背散射系數的超聲散射子直徑多尺度成像方法，包括以下步驟：

(1)將矩形窗口在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。滑動窗口在X方向(掃描線方向)和Z方向(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。