壓力彈性成像位移檢測方法、裝置和超聲成像設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及一種醫療設備，具體涉及一種壓力彈性成像位移檢測方法及其裝置和 一種超聲成像設備。
【背景技術】
[0002] 醫用超聲彈性成像主要指以顯示組織彈性差異為目的的一系列成像和信號處理 技術。目前已有的幾大分類包括壓力彈性成像、聲福射力彈性成像（AcousticRadiation ForceImaging,ARFI)、剪切波彈性成像（ShearWaveElastography，SWE)等。其中壓力彈 性成像發展的時間最長，技術也最為成熟。壓力彈性成像作為癌癥檢測，尤其是乳腺癌良性 惡性判別中，對B模式聲像圖檢測的重要輔助手段，快速應用于臨床。
[0003] 壓力彈性成像主要是通過手持超聲探頭對目標組織施加壓力（pressure)，獲取目 標組織被壓縮前后兩幀超聲回波信息，再通過特定的算法計算出壓縮前后對應位置發生的 位移（displacement)，即為目標組織在兩個不同時刻空間位置變化信息，通過對位移求軸 向（axial)梯度，進而得到目標組織區域各點的應變值（strain)，在相同外力壓縮下，應變 越大，表示組織越軟，應變越小，則表示組織越硬。根據目標組織區域各點的應變值以圖像 形式表現出來，可直觀反映不同組織間的軟硬差別或彈性差別。
[0004] 在上述處理過程中，位移檢測是否準確、計算是否快速，共同影響著最終應變圖 像的對比度噪聲比（contrast-noise-ratio,CNR)、圖像的實時性、臨床幀率等。申請號為 201110159110. 9的中國專利《一種彈性成像中的位移檢測方法、裝置及系統》提出了引導零 相位估計（GuidedPhaseZeroEstimation，GPZE)算法，這種GPZE位移檢測算法，一方面 使用最優的缺省位移結果來引導下一行位移計算，減少了搜索量；另一方面使用相位估計 的方法來計算位移，對原始數據采樣率要求不高，大大降低了計算量。但是GPZE算法仍有 以下不足之處：
[0005] 現有GPZE算法在計算一幀彈性圖像時，采用逐行引導計算方式，由于引導位置過 于固定，當上一行某點出現計算錯誤導致壞點時，由于引導的存在，會導致錯誤延續至之后 的每一行的該點位置，在圖像上表現為縱向的線狀誤差。
【發明內容】
[0006] 本申請提供一種壓力彈性成像位移檢測方法及其裝置和一種超聲成像設備，減少 引導點向下傳導誤差的幾率。
[0007] 根據本申請的第一方面，本申請提供一種壓力彈性成像位移檢測方法，包括：
[0008] 獲取兩幀圖像數據，分別作為壓縮前的目標圖像數據和壓縮后的被匹配圖像數 據；
[0009] 將目標圖像數據中第一行的節點作為目標點，分別在被匹配圖像數據中找到對應 的匹配點；
[0010] 根據第一行的目標點及其匹配點計算第一行各節點的位移結果；
[0011] 計算目標圖像數據中第N行各節點的位移結果，其中N為依次從2到n的整數，n 為一幀圖像劃分的行數，包括：
[0012] 在第N-I行的各節點的匹配結果中查找出匹配度最高的節點作為行初始引導點；
[0013] 基于行初始引導點查找第N行的各節點在被匹配圖像數據中的匹配點；
[0014] 根據第N行的各節點及其匹配點計算第N行各節點的位移結果。
[0015] 根據本申請的第二方面，本申請提供一種壓力彈性成像中位移檢測裝置，包括：
[0016] 圖像獲取模塊，用于獲取兩幀圖像數據，分別作為壓縮前的目標圖像數據和壓縮 后的被匹配圖像數據；
[0017] 第一匹配模塊，用于將目標圖像數據中第一行的節點作為目標點，分別在被匹配 圖像數據中找到對應的匹配點；
[0018] 查找模塊，用于在第N-I行的各節點的匹配結果中查找出匹配度最高的節點作為 行初始引導點，其中N為需要查找匹配點的當前行，N為依次從2到n的整數，n為一幀圖像 劃分的行數；
[0019] 第二匹配模塊，用于基于行初始引導點查找第N行的各節點在被匹配圖像數據中 的匹配點；
[0020] 位移計算模塊，用于根據第一行的目標點及其匹配點計算第一行各節點的位移結 果，并根據第N行的各節點及其匹配點計算第N行各節點的位移結果。
[0021] 根據本申請的第三方面,本申請提供一種超聲成像設備，包括：
[0022] 探頭，用于向掃查目標發射超聲波并接收超聲回波；
[0023] 信號處理器，用于對超聲回波進行處理，生成超聲圖像數據；
[0024] 圖像處理器，用于對超聲圖像數據進行處理，并生成彈性圖像，圖像處理器包括： 上述的位移檢測裝置和基于位移檢測裝置檢測的各節點的位移結果生成彈性圖像的彈性 圖像生成裝置。
[0025] 本申請的有益效果是：改進了引導方式，將現有固定的引導方式，改為由匹配度最 高的節點作為引導點，從而減少引導點向下傳導誤差的幾率，提高了引導的可靠性，避免了 計算錯誤的累積效應。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本申請實施例超聲成像設備結構圖；
[0027] 圖2為本申請實施例位移檢測裝置結構圖；
[0028] 圖3為本申請實施例第二匹配模塊結構圖；
[0029] 圖4為本申請實施例各節點位移檢測流程圖；
[0030] 圖5為本申請實施例圖像數據塊劃分示意圖；
[0031] 圖6為本申請實施例查找各節點的匹配點的流程圖；
[0032] 圖7為本申請實施例確定搜索區域的一種策略示意圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面通過【具體實施方式】結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0034] 醫用彈性成像主要指以顯示組織彈性差異為目的的一系列成像和信號處理技術。 以醫用超聲成像技術為例，請參考圖1，圖1所示為超聲成像設備的結構，包括探頭1、信號 處理器2、圖像處理器3和顯示器4。其中：
[0035] 探頭1用于向掃查目標發射超聲波并接收超聲回波。超聲波發生電路11產生波 形數據，通過發射通道12接通探頭1的陣元，向被探測組織發射超聲波，超聲波經組織反射 和吸收后形成超聲回波，探頭1接收超聲回波，通過接收通道13輸出至信號處理器2。
[0036] 信號處理器2用于對超聲回波進行處理，生成超聲圖像數據。信號處理器2首先將 接收通道13接收到的超聲回波通過波束合成環節得到射頻（radiofrequency,RF)信號； 再經過正交解調后得到正交解調的基帶信號。在處理過程中，還可以在波束合成后，對射頻 信號進行升采樣，增加RF信號的采樣率，然后在正交解調后再經過降采樣。通過升采樣可 以增加位移檢測精度，升采樣率由系統預先設定。處理后的超聲圖像數據輸出到圖像處理 器。
[0037] 圖像處理器3用于對超聲圖像數據進行處理，并生成彈性圖像。圖像處理器3包 括位移檢測裝置和彈性圖像生成裝置，位移檢測裝置對信號處理器2輸出的超聲圖像數據 進行處理得到各節點的位移結果，而后彈性圖像生成裝置基于位移檢測裝置檢測的各節點 的位移結果生成彈性圖像。
[0038] 顯示器4用于顯示圖像處理器3生成的彈性圖像。
[0039] 本申請的改進點為圖像處理器3中的位移檢測裝置，如圖2所示為位移檢測裝置 的結構，包括圖像獲取模塊301、第一匹配模塊302、查找模塊303、第二匹配模塊304和位移 計算模塊305。圖像獲取模塊301用于獲取兩幀圖像數據，分別作為壓縮前的目標圖像數據 和壓縮后的被匹配圖像數據；第一匹配模塊302用于將目標圖像數據中第一行的節點作為 目標點，分別在被匹配圖像數據中找到對應的匹配點；查找模塊303用于在第N-I行的各節 點的匹配結果中查找出匹配度最高的節點作為行初始引導點，其中N為需要查找匹配點的 當前行，N為依次從2到n的整數，n為一幀圖像劃分的行數；第二匹配模塊304用于基于 行初始引導點查找第N行的各節點在被匹配圖像數據中的匹配點；位移計算模塊305用于 根據第一行的目標點及其匹配點計算第一行各節點的位移結果，并根據第N行的各節點及 其匹配點計算第N行各節點的位移結果。在一種具體實例中，位移計算模塊305包括互相 關相位計算單元和位移計算單元，互相關相位計算單元，用于基于該節點及其匹配點的超 聲射頻復信號計算該節點的互相關相位；位移計算單元用于基于互相關相位計算該節點的 最終位移結果。
[0040] 在一具體實施例中，第二匹配模塊304結構如圖3所示，包括第一目標點確定單元 341、第一偏移量獲取單元342、第一搜索區域確定單元343、第一搜索單元344、第二目標點 確定單元345、引導點確定單元346、第二偏移量獲取單元347、第二搜索區域確定單元348 和第二搜索單元349。第一目標點確定單元341用于基于第N-I行中匹配度最高的節點確 定目標圖像數據中第N行的第一目標點；第一偏移量獲取單元342用于獲取初始引導點的 位移偏移量；第一搜索區域確定單元343用于將行初始引導點的位移偏移量作為第N行第 一目標點的初始偏移量，在被匹配圖像數據中，以第N行第一目標點的位置偏移初始偏移 量后的位置為核心搜索位置，基于核心搜索位置確定搜索區域；第一搜索單元344用于在 搜索區域內搜索目標圖像數據中的第N行第一目標點的匹配點；第二目標點確定單元345 用于在找到第N行第一目標點的匹配點后，依次以第N行第一目標點同行兩側的節點為目 標點；引導點確定單元3