專利名稱：多頻率輪流發(fā)射實(shí)時超聲彈性成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)成像的超聲彈性成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多頻率輪流發(fā)射實(shí)時超聲彈性成像方法，主要用于但不限于徒手壓縮乳腺超聲彈性成像領(lǐng)域，主要涉及技術(shù)包括醫(yī)學(xué)超聲信號處理與數(shù)字圖像處理。
背景技術(shù)：
超聲(Ultrasound)彈性成像(Strain Imaging)利用超聲波探測人體組織的相對硬度信息，是一種經(jīng)濟(jì)、無損、方便、快捷的新型醫(yī)學(xué)成像模式。該成像方法已成為疾病早期篩查、準(zhǔn)確診斷、精確治療和預(yù)后評估的重要方法之一，尤其對腫瘤的早期檢測具有重要意義。該成像方法通常為對組織施加靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)激勵，通過對組織壓縮前后回波信號分析，估計(jì)出組織在激勵狀態(tài)下的位移(Displacement)分布,然后通過梯度操作產(chǎn)生組織內(nèi)部的應(yīng)變(Strain)分布，將應(yīng)變值映射成灰度圖像顯示出來。以“現(xiàn)代女性頭號殺手”的乳腺癌為例，雖然危害巨大，但只要在早期確診，治愈率就可達(dá)90%以上。以前，乳腺癌診斷主要依據(jù)的手段是觸診、乳房X線照片和病理切片。然而，觸摸到硬塊時可能已是中晚期，乳房X線和病理切片具有輻射和損傷性。超聲彈性成像因其具有安全、無損和方便等優(yōu)良特性，已成為乳腺癌早期檢測的重要手段。乳腺超聲彈性成像通常采用徒手壓縮準(zhǔn)靜態(tài)方式，該方式采用手持超聲探頭擠壓乳腺進(jìn)行檢查與成像。當(dāng)前該成像技術(shù)存在以下缺陷與不足
I、乳腺組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性致使回波信號幅度隨機(jī)波動劇烈，由于受信號幅度波動影響基于一維窗的加權(quán)相位分離位移估計(jì)算法所產(chǎn)生的位移將存在較大誤差，這種誤差使彈性圖像產(chǎn)生較強(qiáng)噪聲，嚴(yán)重影響了圖像質(zhì)量和醫(yī)生診斷?，F(xiàn)有去噪方法與技術(shù)對此種噪聲去噪效果不明顯，在保持病灶區(qū)域邊界清晰的情況下很難取得理想的去噪效果。2、徒手壓縮成像時，乳腺組織存在一定的橫向運(yùn)動，使用一維窗在一條掃描線上進(jìn)行位移估計(jì)會產(chǎn)生明顯的誤差，甚至產(chǎn)生錯誤位移傳播。這些誤差或錯誤的存在使圖像噪聲進(jìn)一步增大，嚴(yán)重時會使圖像左右不連續(xù)，使最終圖像產(chǎn)生“縱向條紋”。3、徒手壓縮彈性成像對醫(yī)師的操作方法與水準(zhǔn)要求較高，然而現(xiàn)有彈性成像方法通常沒有操作狀態(tài)顯示及反饋模塊。徒手壓縮成像過程中需要知道當(dāng)前組織運(yùn)動方向和大小，并將該信息反饋給操作醫(yī)師；操作醫(yī)師根據(jù)反饋信息及時調(diào)整操作狀態(tài)，以獲得更加清晰精準(zhǔn)的彈性圖像。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種多頻率輪流發(fā)射實(shí)時超聲彈性成像方法。該方法既可以降低圖像噪聲，提高圖像信噪比；又可以減小組織橫向運(yùn)動對軸向應(yīng)變估計(jì)的影響，產(chǎn)生更加精確的位移估計(jì)，從而消除圖像不連續(xù)現(xiàn)象。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
多頻率輪流發(fā)射實(shí)時超聲彈性成像方法，該方法包括如下步驟
3(I)、在徒手?jǐn)D壓組織過程中，超聲波探頭輪流發(fā)射N種不同頻率超聲波；
(2 )、在依次聚焦的回波中，取相鄰的同一頻率回波使用如下的二維加權(quán)相位分離算法進(jìn)行位移估計(jì)，進(jìn)而產(chǎn)生位移圖像；
權(quán)利要求
1.多頻率輪流發(fā)射實(shí)時超聲彈性成像方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 (I)、在徒手?jǐn)D壓組織過程中，超聲波探頭輪流發(fā)射N種不同頻率超聲波； (2 )、在依次聚焦的回波中，取相鄰的同一頻率回波使用如下的二維加權(quán)相位分離算法進(jìn)行位移估計(jì)，進(jìn)而產(chǎn)生位移圖像；
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多頻率輪流發(fā)射實(shí)時超聲彈性成像方法，其特征在于還包括基于幀內(nèi)平均位移值大小的操作狀態(tài)顯示及反饋方法的步驟，該操作狀態(tài)顯示及反饋方法的步驟包括如下子步驟 (1)、求幀內(nèi)位移平均值V:取權(quán)利要求I步驟(2)產(chǎn)生的最近時刻位移圖像，計(jì)算該圖像的平均值I M A，d =- T1 dim,η)MNtl ti 其中，M和JVr是位移圖像的維數(shù)； (2)、根據(jù)位移均值的正負(fù)性確定組織運(yùn)動方向，并將位移的大小映射成壓力大小； (3 )、設(shè)計(jì)帶刻度和指示方向的界面顯示操作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多頻率輪流發(fā)射實(shí)時超聲彈性成像方法，步驟為(1)徒手?jǐn)D壓組織過程中，超聲波探頭輪流發(fā)射N種頻率超聲波；(2)取相鄰的同一頻率回波使用二維加權(quán)相位分離算法進(jìn)行位移估計(jì)；(3)將連續(xù)N幀不同頻率位移圖像進(jìn)行平均加權(quán)產(chǎn)生復(fù)合位移圖像；(4)將復(fù)合后的位移圖像進(jìn)行梯度操作產(chǎn)生應(yīng)變圖像；(5)將應(yīng)變圖像進(jìn)行下采樣并進(jìn)行灰度映射，掃描轉(zhuǎn)換成彈性圖像。該方法使用不同發(fā)射頻率產(chǎn)生不同噪聲模式的位移圖像，通過位移圖像的復(fù)合，減小位移估計(jì)誤差，抑制由散斑噪聲引起的彈性成像偽像噪聲。復(fù)合圖像產(chǎn)生的彈性圖像比復(fù)合前任一頻率子位移圖像產(chǎn)生的彈性圖像具有更高信噪比，從而提高了彈性成像的性能與品質(zhì)。
文檔編號A61B8/00GK102920482SQ201210486119
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者崔少國, 黃賢英, 彭彩碧, 張金鵬 申請人:重慶理工大學(xué)