能量多普勒血流復合成像方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種能量多普勒血流復合成像方法及系統，其方法包括如下步驟：在同一幀掃查中配置若干條掃查線，并為每條掃查線配置一定的掃查方向，其中，所述掃查方向的數目N≧2；向待成像血流發射掃查線波束；接收血流成像的多個回波數據，處理所述數據以得到相應的能量多普勒血流圖并進行顯示。由于本發明通過在同一幀超聲掃查中若干掃查線中配置多個掃查方向，以保證其中至少有一條掃查線與當前血流走向不垂直，從而保證了血流成像的靈敏度，進而提升了超聲成像的圖像效果。
【專利說明】能量多普勒血流復合成像方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫學超聲成像領域技術，尤其涉及一種應用于醫學超聲成像領域提高能量多普勒血流成像靈敏度的復合成像方法及系統。
【背景技術】[0002]彩色血流成像技術憑借其對血流優越的檢測能力，得到越來越廣泛的應用，尤其是能量多普勒血流成像(簡稱血流成像臨床上對于超聲彩色血流成像的基本要求是血流檢測的靈敏度，尤其是在良惡性腫塊的檢測上，如果本該被檢出的血流因血流檢測的不靈敏而未被檢出，就會影響超聲醫生的判斷從而造成誤診或者漏診。
[0003]對于血流成像，當超聲聲束方向與血流的流向垂直時，根據多普勒效應，此時多普勒頻偏近乎為0，因此在這種情況下血流信號的靈敏度很低。現有技術中，為了提高血流成像的靈敏度，幾乎所有的超聲成像設備都提供了偏轉功能。當醫生看到聲束方向與血流流向近乎垂直時，醫生會通過啟用偏轉功能將聲束進行偏轉，以使聲束方向和血流流向不垂直，從而提高血流的檢出率。
[0004]然而，上述方案需要醫務人員手動調整超聲設備來保證血流成像的靈敏度，不僅增加了醫務人員的負擔，且不免出現人為導致的錯誤；此外，如果在一個切面的血流有多種走向，比如小器官(甲狀腺，乳腺或者睪丸等)的血流，醫生根本無法預知這些小血流的走向，不論醫生將聲束偏轉至哪一個方向，都只能提高血流流向跟聲束方向不垂直的血流檢測靈敏度，而使得與聲束方向垂直的血流的靈敏度大大降低，其不能最大程度地提高血流成像的靈敏度。
【發明內容】
[0005]本發明所需解決的技術問題在于提供一種能量多普勒血流復合成像方法，以提高血流成像的靈敏度，優化超聲成像效果。
[0006]相應地，本發明還提供一種能量多普勒血流復合成像系統。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供的一種能量多普勒血流復合成像方法，其包括如下步驟:
31、在同一幀掃查中配置若干條掃查線，并為每條掃查線配置一定的掃查方向，其中，所述掃查方向的數目2；
32、向待成像血流發射掃查線波束；
33、接收對應于所述多條掃查線的多個回波數據，處理所述回波數據以獲取~個子幀的能量多普勒血流能量數據…，化并對所述~個子幀的能量多普勒血流能量數據〔X，7?進行復合，得到能量多普勒血流圖。
[0008]在本發明某些實施例中，所述掃查方向包括基準角度、和/或互相對稱的第一角
度、第二角度。
[0009]作為上述方法的進一步改進，所述基準角度、第一角度、第二角度的掃查線數目相坐寸O
[0010]在本發明其他實施例中，所述同一幀中的每條掃查線配置有唯一的掃查方向。
[0011]作為上述方法的進一步改進，所述步驟S2具體包括:
將發射孔徑M分為N個子陣Z，每個子陣Z工作于一個發射掃查方向，M=N*Z ；
計算一幀掃查中各條掃查線的延遲時間，并設定參考中心線，并根據各掃查線配置的掃描方向，以所述參考中心線為基準偏轉相應的角度；
獲取各掃查線所形成波束的左、右邊界，并根據各掃查線的左、右邊界獲取寬波束的范
圍；
將各掃查線對應的發射波束囊括于所述寬波束的范圍內。
[0012]作為上述方法的進一步改進，所述步驟S3具體包括:
531、接收工作在多波束模式，波束數為P，接收孔徑為M，并對接收到的回波進行N個掃查方向的波束合成，以獲得N個子幀數據Fj,其中，P ^ N, j=l，2，…，N;
532、對所述N個子幀數據h作多普勒彩色后處理，得到N個子幀能量多普勒血流能量數據；
533、根據預定義的顯示像素點的位置，對數據匕進行坐標變換和插值，以得到N個方向的多普勒血流能量數據Pj &，7)，其中，」_=1，2，…，N;
534、將N個方向的多普勒血流能量數據Pj(X，y)進行復合，得到能量多普勒血流圖；其中，所述多普勒血流能量數據的復合算法為:
P (X，y) = max(Pj (x, y) },其中，j=l，2,…，N。
[0013]此外，本發明提供的一種能量多普勒血流復合成像系統，其包括:
配置模塊、用于在同一幀掃查中配置若干條掃查線，并為每條掃查線配置一定的掃查方向，其中，所述掃查方向的數目N 3 2 ;
發射模塊、用于向待成像血流發射掃查線波束；
接收模塊、用于接收對應于所述多條掃查線的多個回波數據，處理所述回波數據以獲取N個子幀的能量多普勒血流能量數據匕(X，y)，其中，j=l，2，…，N，并對所述N個子幀的能量多普勒血流能量數據Pj (X，y)進行復合，得到能量多普勒血流圖。
[0014]在本發明某些實施例中，所述掃查方向包括基準角度、和/或互相對稱的第一角度、第二角度，所述基準角度、第一角度、第二角度的掃查線數目相等。
[0015]作為上述系統的進一步改進，所述發射模塊具體用于:
將發射孔徑M分為N個子陣Z，每個子陣Z工作于一個發射掃查方向，M=N*Z ；
計算一幀掃查中各條掃查線的延遲時間，并設定參考中心線，并根據各掃查線配置的掃描方向，以所述參考中心線為基準偏轉相應的角度；
獲取各掃查線所形成波束的左、右邊界，并根據各掃查線的左、右邊界獲取寬波束的范
圍；
將各掃查線對應的發射波束囊括于所述寬波束的范圍內。
[0016]作為上述系統的進一步改進，所述接收模塊具體包括:
波束合成單元、用于接收工作在多波束模式，波束數為P，接收孔徑為M，并對接收到的回波進行N個掃查方向的波束合成，以獲得N個子幀數據Fj,其中，P ^ N, j=l，2，…，N;多普勒處理單元、用于對所述N個子幀數據h作多普勒彩色后處理，得到N個子幀能量多普勒血流能量數據；
逆向映射單元、用于根據預定義的顯示像素點的位置，對數據&進行坐標變換和插值，以得到~個方向的多普勒血流能量數據I…，~；
數據復合單元、用于將~個方向的多普勒血流能量數據1〔X，7)進行復合，得到能量多普勒血流圖；其中，所述多普勒血流能量數據的復合算法為:
？(叉，7)=胍叉!？』〔X，7)丨，其中，』二1，2，…，X。
[0017]根據以上技術方案可以看出，由于本發明通過在同一幀超聲掃查中若干掃查線中配置多個掃查方向，以保證其中至少有一條掃查線與當前血流走向不垂直，從而保證了血流成像的靈敏度，進而提升了超聲成像的圖像效果；本發明的血流成像避免了人工調整掃查方向，使用方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明具體實施例或現有技術的技術方案，下面將對本發明具體實施例或現有描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下述附圖僅為本發明的一部分附圖，對于本領域普通技術人員而言，在不作出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發明一實施方式中能量多普勒血流復合成像方法的流程圖；
圖2是本發明一實施方式中彩色血流成像的掃查線配置示意圖；
圖3是本發明一實施方式中彩色血流成像的掃查線發射示意圖；
圖4是本發明一實施方式中彩色血流成像的發射波束示意圖；
圖5是本發明一實施方式中彩色血流成像的掃查線接收示意圖；
圖6是本發明一實施方式中彩色血流成像的多普勒復合處理步驟的流程圖；
圖7是本發明一實施方式中能量多普勒血流復合成像系統的單元示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下將結合附圖所示的【具體實施方式】對本發明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發明，基于本發明的各實施例，本領域的普通技術人員在未作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，均應包含在本發明的保護范圍內。
[0021]參圖1所示，在本發明一實施方式中，為了提高彩色血流成像的靈敏度，所述能量多普勒血流復合成像方法，包括如下步驟:
31、在同一幀掃查中配置若干條掃查線，并為每條掃查線配置一定的掃查方向，其中，所述掃查方向的數目2；
設置多個不同方向的掃查線，可在一定程度上保證至少有一個方向的掃查線可以與當前組織內的血流方向不垂直。在本發明某些實施方式中，為了保證不垂直的概率，同一幀中的每條掃查線配置有唯一的掃查方向，對于血流模式的總線數[中的每條線都有~個掃查方向，每個掃查方向都是唯一的。
[0022]參圖2所示，在本實施例中，在能量多普勒血流成像模式下，系統總共配置~個掃查方向，其中，各方向相對于基準中心先的偏轉角度八和方向個數~由系統的內部工程參數根據需要設定，即:Steer = [A1 A2...An]
在本發明某些實施方式中，N被設置為奇數，一般可為3、5、7等，而偏轉角度A可包括0° (基準角度)、或者互相對稱的正角度、負角度(以0°為參考線)等，其中，正負對稱的角度可包括一組或者多組，正角度表示向右偏轉，負角度表示向左偏轉，例如:+/-15°等。而在本發明其他實施方式中，向左偏轉的角度及向右偏轉的角度也可不對稱設置，如，+ 13°、-15。。
[0023]本實施例中，以設置3個偏轉角度(-15°，0°和15°)的一幀掃查為例，在一幀掃查中，分別配置有上述_15°，0°和15°三個角度的掃查線的數目是相等的，比如，血流模式的線密度為L，掃查方向為N個，則每個方向擁有的掃查線為L，總共的掃查線為L*N。
[0024]繼續參圖2所示，以偏轉角度包括-15°，0°和15°的實施例為例，以位于彩色感興區域框內的發射焦點所在的深度和彩色0°掃查線的交點為起點，按照系統設置的角度計算出各個方向角度的掃查線位置。其中，彩色模式0°掃查線為F21;F22，…，F2yL為血流模式的總線數。這樣以位于彩色感興區域框內的發射焦點所在的深度和彩色模式0°掃查線的交點為起點，按照系統設置的角度計算出的掃查線為:
FIijFI2, -,FIl
F2i,F22,..., F2l
FN1, FN2, —, FNl
其中，假設Fl為向右偏轉的掃查線，FN為向左偏轉的掃查線，F2為0°掃查線線，這樣在一幀掃查中就有向左、向右以及0°的多個方向的掃查線，不論血流走向如何，都可以保證至少有一個方向的掃查線與血流走向不垂直，從而保證血流檢測的靈敏度。
[0025]S2、向待成像血流發射掃查線波束；
在本發明優選的實施方式中，所述步驟S2具體包括如下步驟:設定參考中心線，計算一幀掃查中各條掃查線的延遲時間，并根據一幀掃查中各掃查線的預配置掃描方向進行相應角度的偏轉；之后，獲取一幀掃查中各掃查線所形成波束的左、右邊界，并根據各掃查線的左、右邊界獲取寬波束的范圍；此后，將一幀掃查中各掃查線對應的發射波束囊括于所述寬波束的范圍內。
[0026]請參圖3所示，基于上述步驟SI的掃查線配置方式，本發明給出了一種能量多普
勒血流復合成像的發射控制方式。在本實施方式中，以位于彩色感興區域框內的發射焦點
所在的深度和彩色掃查0°掃查線的第i掃查線交點為起點計算出來的掃查線FlpFZi,…
和FNi為例，設當前的掃查孔徑為M,將M分為N個子孔徑，一個子孔徑工作于一個發射掃查
方向，其中M=Z*N，Z為整彳\、2…N)的分配亨法及對應的掃查角度如下:
【權利要求】
1.一種能量多普勒血流復合成像方法，其特征在于，其包括如下步驟: 51、在同一幀掃查中配置若干條掃查線，并為每條掃查線配置一定的掃查方向，其中，所述掃查方向的數目Ne 2; 52、向待成像血流發射掃查線波束； 53、接收對應于所述多條掃查線的多個回波數據，處理所述回波數據以獲取N個子幀的能量多普勒血流能量數據匕(X，y)，其中，j=l，2，…，N，并對所述N個子幀的能量多普勒血流能量數據P」(X，y)進行復合，得到能量多普勒血流圖。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述掃查方向包括基準角度、和/或互相對稱的第一角度、第二角度。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基準角度、第一角度、第二角度的掃查線數目相等。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述同一幀中的每條掃查線配置有唯一的掃查方向。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括: 將發射孔徑M分為N個子陣Z，每個子陣Z工作于一個發射掃查方向，M=N*Z ； 計算一幀掃查中各條掃查線的延遲時間，并設定參考中心線，并根據各掃查線配置的掃描方向，以所述參考中心線為基準偏轉相應的角度；` 獲取各掃查線所形成波束的左、右邊界，并根據各掃查線的左、右邊界獲取寬波束的范圍； 將各掃查線對應的發射波束囊括于所述寬波束的范圍內。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括: 531、接收工作在多波束模式，波束數為P，接收孔徑為M，并對接收到的回波進行N個掃查方向的波束合成，以獲得N個子幀數據Fj,其中，P ^ N, j=l，2，…，N; 532、對所述N個子幀數據h作多普勒彩色后處理，得到N個子幀能量多普勒血流能量數據； 533、根據預定義的顯示像素點的位置，對數據匕進行坐標變換和插值，以得到N個方向的多普勒血流能量數據Pj &，7)，其中，」_=1，2，…，N; 534、將N個方向的多普勒血流能量數據Pj(X，y)進行復合，得到能量多普勒血流圖；其中，所述多普勒血流能量數據的復合算法為: P (X，y) = max(Pj (x, y) },其中，j=l，2,…，N。
7.一種能量多普勒血流復合成像系統，其特征在于，其包括: 配置模塊、用于在同一幀掃查中配置若干條掃查線，并為每條掃查線配置一定的掃查方向，其中，所述掃查方向的數目N 3 2 ; 發射模塊、用于向待成像血流發射掃查線波束； 接收模塊、用于接收對應于所述多條掃查線的多個回波數據，處理所述回波數據以獲取N個子幀的能量多普勒血流能量數據匕(X，y)，其中，j=l，2，…，N，并對所述N個子幀的能量多普勒血流能量數據Pj (X，y)進行復合，得到能量多普勒血流圖。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述掃查方向包括基準角度、和/或互相對稱的第一角度、第二角度，所述基準角度、第一角度、第二角度的掃查線數目相等。
9.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述發射模塊具體用于: 將發射孔徑M分為N個子陣Z，每個子陣Z工作于一個發射掃查方向，M=N*Z ； 計算一幀掃查中各條掃查線的延遲時間，并設定參考中心線，并根據各掃查線配置的掃描方向，以所述參考中心線為基準偏轉相應的角度； 獲取各掃查線所形成波束的左、右邊界，并根據各掃查線的左、右邊界獲取寬波束的范圍； 將各掃查線對應的發射波束囊括于所述寬波束的范圍內。
10.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述接收模塊具體包括: 波束合成單元、用于接收工作在多波束模式，波束數為P，接收孔徑為M，并對接收到的回波進行N個掃查方向的波束合成，以獲得N個子幀數據Fj,其中，P ^ N, j=l，2，…，N; 多普勒處理單元、用于對所述N個子幀數據h作多普勒彩色后處理，得到N個子幀能量多普勒血流能量數據； 逆向映射單元、用于根據預定義的顯示像素點的位置，對數據h進行坐標變換和插值，以得到N個方向的多普勒血流能量數據Pj (1，7)，其中，」=1，2，…，N; 數據復合單元、用于將N個方向的多普勒血流能量數據匕(x, y)進行復合，得到能量多普勒血流圖；其中，所述多普勒血流能量數據的復合算法為: P (X，y) = max(Pj (x, y) },其中，j=l，2,…，N。
【文檔編號】A61B8/06GK103829974SQ201210490009
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優先權日:2012年11月27日
【發明者】吳方剛 申請人:飛依諾科技(蘇州)有限公司