[發明專利]一種基于超聲平面波掃描的分段式脈搏波成像方法

在審

• 申請號: 201910361632.3
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110215233A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 陸敏華;閉祖悅;鄭浩騰;杜斌;黃帥;毛睿
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 袁文英

本發明屬于成像技術領域，公開了一種基于超聲平面波掃描的分段式脈搏波成像方法，包括：對超聲射頻信號進行處理，獲得各相鄰幀間的血管壁各坐標點的相對位移信息；獲得血管壁不同深度處各坐標點的連續時間?位移信息；選取血管壁同一深度處各坐標點徑向振動的基準特征點，并在血管壁位置處加窗，對每個窗內的脈搏波傳播位移進行幾何校正，依次將窗向后移動一個坐標實現對局部血管的分段式處理，直至完成整段血管的計算，將血管壁的局部脈搏波速度圖和彈性模量圖覆蓋于超聲圖像。本發明有效解決了傳統脈搏波成像技術中成像質量與成像幀率之間的矛盾；并對脈搏波在走形不規則的血管中的傳播位移進行了幾何校正，提高了脈搏波傳播速度計算的準確性。

技術領域

本發明屬于成像技術領域，更具體地，涉及一種基于超聲平面波掃描的分段式脈搏波成像方法。

背景技術

脈搏波成像(Pulse Wave Imaging，PWI)是測量脈搏波速度(Pulse WaveVelocity，PWV)的一種新技術，由于計算的血管區域比較短，因此也被叫做局部脈搏波成像。脈搏波成像通過追蹤一小段血管壁的運動計算波形的時延，時延代表脈搏波速度傳導時間，通過超聲圖像估計距離，進而直接推導出PWV。脈搏波成像不僅可以在時間空間上描繪出脈搏波的傳播情況、估計局部PWV的值，也可以用來推測血管的順應性。

由于脈搏波傳播很快，脈搏波成像方法需要良好的空間分辨率和時間分辨率。現有的超聲的脈搏波成像方法是基于聚焦掃描方式成像，成像幀率會受到線密度的制約，低幀率會導致連續兩幀數據之間的位移相差過大而增加信號的解相關性，從而導致位移估計出現錯誤。而血管的硬化程度越高，脈搏波傳播速度越大，必須達到足夠高的成像幀率，才能準確快速地捕捉到脈搏波的傳播。為了提高幀率就必須減少超聲掃描線數量，而這又會導致超聲圖像和超聲原始數據質量降低，降低脈搏波成像方法的準確性。

另外，人體血管的走形不規則，現有的脈搏波成像方法把脈搏波傳播的位移簡單地近似為血管在探頭方向對應的距離，這樣的處理會由于低估了脈搏波的傳播位移而導致脈搏波速度的計算結果偏小，也會影響脈搏波成像方法的準確性。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于超聲平面波掃描的分段式脈搏波成像方法，旨在解決現有脈搏波成像技術中成像質量與成像幀率之間的矛盾以及脈搏波傳播速度計算準確性不足的問題。

本發明提供了一種基于超聲平面波掃描的分段式脈搏波成像方法，包括下述步驟：

(1)將采集的超聲原始通道數據進行合成，獲得經過校正后與物理位置對應的超聲射頻信號；

(2)對超聲射頻信號進行處理，獲得各相鄰幀間的血管壁各坐標點的相對位移信息，并對位移信息進行中值濾波，消除異常數據后獲得位移估計信息；

(3)基于超聲射頻信號，以第一幀圖像為起始，通過相鄰兩幀信號之間的位移估計信息計算所選血管壁各點在后一幀的位置，并獲得血管壁上不同深度處各坐標點在徑向振動的連續時間-位移信息；

(4)對步驟(3)獲得的徑向振動的連續時間-位移數據進行差分計算，并獲取血管壁不同深度處各坐標點在徑向振動的運動速度；

(5)選取血管壁同一深度處各坐標點徑向振動速度曲線上的基準特征點，并在血管壁位置處加窗，對每個窗內的脈搏波傳播位移進行幾何校正，根據血管壁上各點的距離及其對應振動波形基準點的時延進行一階線性擬合，其斜率的倒數與幾何校正系數的乘積即為血管的局部脈搏波速度；

(6)根據修正后管壁彈性模量E與脈搏波速度PWV的關系，計算血管壁各位置處的彈性模量E；

(7)依次將窗向后移動一個坐標實現對局部血管的分段式處理，獲得各個血管分段的脈搏波速度PWV和彈性模量E；

(8)對血管壁每個深度重復步驟(4)-(7)，直至完成整段血管的計算，將血管壁的局部脈搏波速度圖和彈性模量圖覆蓋于超聲圖像。