超聲信號斷層掃描成像系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明是關于一種斷層掃描成像系統。
【背景技術】
[0002] CT是電子計算機X射線斷層掃描技術的簡稱，其能夠進行功能齊全的各種病情探 測。CT的工作原理是：通過單一軸面的X射線旋轉照射人體，由于不同的組織器官對X射線 的吸收能力（或稱阻射率，radiodensity)不同，可以用計算機的三維技術重建出斷層影像。
[0003] 信息圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體，稱之為體素 (voxel)〇
[0004]掃描所得信息經計算而獲得每個體素的X射線衰減系數或吸收系數，再排列成矩 陣，即數字矩陣（digitalmatrix)，數字矩陣可存貯于磁盤或光盤等存儲設備中。
[0005]經數字/模擬轉換器（digital/analogconverter)把數字矩陣中的每個數字轉 為由黑到白不等灰度的小方塊，即像素（pixel)，并按矩陣排列，即構成CT圖像。
[0006] 但是，現有CT機具有如下缺點：1)輻射大，不能實現連續檢測；2)檢測時，一般是 病人躺著被輸送進入CT掃描，檢測部位、角度受限。
【發明內容】
[0007] 本發明提供一種使用安全且能實現連續掃描檢測的超聲信號斷層掃描成像系統 及方法。
[0008] 本發明提供一種超聲信號斷層掃描成像系統，包括控制電路、發射電路、超聲發射 探頭、超聲接收探頭、信息處理電路及成像電路，所述控制電路控制所述發射電路發射脈 沖，所述脈沖經所述超聲發射探頭轉換成超聲信號，所述超聲信號透射待掃描部位并被所 述超聲接收探頭接收，所述信息處理電路獲取超聲發射信號的發射時刻、超聲接收探頭的 接收時刻、信號強度，根據所述發射時刻和接收時刻的差值、發射信號強度和接收信號強度 的差值，得到所述待掃描部位各個體素的衰減值和時延值，所述成像電路根據所述衰減值 和時延值成像。
[0009] 超聲發射探頭和超聲接收探頭成對設置，在超聲信號的發射方向上，發射、接收探 頭分別位于待掃描部位的兩側。
[0010] 超聲發射探頭發射超聲信號，超聲接收探頭接收超聲信號。
[0011] 超聲信號探頭可以有多對，構成探頭陣列，此時，發射電路可以設置選通開關，通 過選通開關來選擇探頭。
[0012] 超聲信號探頭有一對時，可以設置驅動機構，通過該驅動機構可以改變超聲信號 探頭的方向和位置，該成對的超聲信號探頭可以同步運動。
[0013] 所述發射電路包括順次連接的場效應管驅動電路、脈沖激發電路及調諧匹配電 路，使所述場效應管驅動電路無脈沖發出時，所述脈沖激發電路使電源與所述超聲發射探 頭斷開；使所述場效應管驅動電路有脈沖發出時，所述脈沖激發電路使所述電源與所述超 聲發射探頭連通，所述電源通過所述調諧匹配電路將電壓加載到所述超聲發射探頭，激勵 所述超聲發射探頭發射超聲信號。
[0014] 為了使超聲信號探頭具有較佳的換能效率，通過調諧匹配電路，使超聲信號探頭 能夠諧振。
[0015] 所述超聲發射探頭和超聲接收探頭可以是凸陣探頭、凹陣探頭或平面探頭。
[0016] -種超聲信號斷層掃描成像方法，
[0017] 利用超聲信號透射待掃描部位；
[0018] 通過改變超聲信號發射方向和/或發射位置，獲取多個含發射時刻、接收時刻、強 度信息的方程；
[0019] 根據各信號發射、接收時刻的差值、透射前、后強度的差值，得到所述待掃描部位 各體素的衰減值和延時值；
[0020] 根據各所述體素的衰減值和延時值，重建所述待掃描部位的斷層圖像。
[0021] 本發明的有益效果是：利用超聲信號在不同人體組織器官中的聲阻抗和傳播速度 不同，建立了互補的衰減值系和時延值系，從而能夠更加準確的獲知待掃描部位每個體素 的組織器官信息；利用超聲信號掃描無輻射的特點實現連續掃描，以及通過調整超聲信號 探頭的方向和位置實現對被掃描部位的精確掃描，能夠有效減小或消除由于呼吸引起的掃 描誤差；由于能夠連續掃描，可以實現對人體各個部位的掃描，如側面垂直的頭骨掃描、縱 斜向心臟剖面掃描、蝶骨的透射掃描，能夠實現對人體的無死角掃描。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本實施方式的衰減值系和時延值系的原理示意圖；
[0023] 圖2是本實施方式超聲信號斷層掃描成像系統的結構框圖。
【具體實施方式】
[0024] 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。
[0025] 超聲信號斷層掃描成像系統是利用超聲信號的透射特性進行斷層掃描，超聲信號 在不同人體組織器官中的聲阻抗和傳播速度不同，從而能夠通過多個多元一次方程求解超 聲信號路徑上各個點的結構特性。表1是常見人體組織器官的超聲信號傳播參數表。
[0026] 表1常見人體組織器官的超聲信號傳播參數
[0027]
【主權項】
1. 一種超聲信號斷層掃描成像系統，其特征在于，包括控制電路、發射電路、超聲發射 探頭、超聲接收探頭、信息處理電路及成像電路，所述控制電路控制所述發射電路發射脈 沖，所述脈沖經所述超聲發射探頭轉換成超聲信號，所述超聲信號透射待掃描部位并被所 述超聲接收探頭接收，所述信息處理電路獲取超聲發射探頭的信號發射時刻、強度及所述 超聲接收探頭的信號接收時刻、接收強度，根據所述發射時刻和接收時刻的差值、發射信號 強度和接收信號強度的差值，得到所述待掃描部位各個體素的衰減值和時延值，所述成像 電路根據所述衰減值和時延值成像。
2. 如權利要求1所述的超聲信號斷層掃描成像系統，其特征在于，所述發射電路包括 順次連接的場效應管驅動電路、脈沖激發電路及調諧匹配電路，使所述場效應管驅動電路 無脈沖發出時，所述脈沖激發電路使電源與所述超聲發射探頭斷開；使所述場效應管驅動 電路有脈沖發出時，所述脈沖激發電路使所述電源與所述超聲發射探頭連通，所述電源通 過所述調諧匹配電路將電壓加載到所述超聲發射探頭，激勵所述超聲發射探頭發射超聲信 號。
3. 如權利要求1或2所述的超聲信號斷層掃描成像系統，其特征在于，所述超聲發射探 頭和超聲接收探頭可以是凸陣探頭、凹陣探頭或平面探頭。
4. 一種超聲信號斷層掃描成像方法，其特征在于， 利用超聲信號透射待掃描部位； 通過改變超聲信號發射方向和/或發射位置，獲取多個含信號發射時刻、接收時刻、強 度信息的方程； 根據各信號發射、接收時刻的差值、透射前、后強度的差值，得到所述待掃描部位各體 素的衰減值和延時值； 根據各所述體素的衰減值和延時值，重建所述待掃描部位的斷層圖像。
【專利摘要】本發明公開了一種超聲信號斷層掃描成像系統及方法，包括控制電路、發射電路、超聲發射探頭、超聲接收探頭、信息處理電路及成像電路，所述控制電路控制所述發射電路發射脈沖，所述脈沖經所述超聲發射探頭轉換成超聲信號，所述超聲信號透射待掃描部位并被所述超聲接收探頭接收，所述信息處理電路獲取超聲發射探頭的信號發射時刻、強度及所述超聲接收探頭的信號接收時刻、強度，根據所述發射時刻和接收時刻的差值、發射信號強度和接收信號強度的差值，得到所述待掃描部位各個體素的衰減值和時延值，所述成像電路根據所述衰減值和時延值成像。本系統建立了互補的衰減值系和時延值系，從而能夠更加準確的獲知待掃描部位每個體素的組織器官信息。
【IPC分類】A61B8-13
【公開號】CN104739453
【申請號】CN201310754595
【發明人】王瑞, 蔡詠德, 徐衛國, 張開良, 郭紅, 董濤
【申請人】深圳市鵬瑞智能技術應用研究院, 深圳市鵬瑞智能有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月31日