超聲信號斷層掃描成像系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于一種斷層掃描成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] CT是電子計算機X射線斷層掃描技術(shù)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(zhuǎn)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(shù)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(jīng)計算而獲得每個體素的X射線衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再排列成矩 陣，即數(shù)字矩陣（digitalmatrix)，數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤等存儲設(shè)備中。
[0005]經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（digital/analogconverter)把數(shù)字矩陣中的每個數(shù)字轉(zhuǎn) 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(gòu)成CT圖像。
[0006] 但是，現(xiàn)有CT機具有如下缺點：1)輻射大，不能實現(xiàn)連續(xù)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(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種使用安全且能實現(xiàn)連續(xù)掃描檢測的超聲信號斷層掃描成像系統(tǒng) 及方法。
[0008] 本發(fā)明提供一種超聲信號斷層掃描成像系統(tǒng)，包括控制電路、發(fā)射電路、超聲發(fā)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(fā)射電路發(fā)射脈 沖，所述脈沖經(jīng)所述超聲發(fā)射探頭轉(zhuǎn)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(fā)射信號的發(fā)射時刻、超聲接收探頭的 接收時刻、信號強度，根據(jù)所述發(fā)射時刻和接收時刻的差值、發(fā)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(jù)所述衰減值 和時延值成像。
[0009] 超聲發(fā)射探頭和超聲接收探頭成對設(shè)置，在超聲信號的發(fā)射方向上，發(fā)射、接收探 頭分別位于待掃描部位的兩側(cè)。
[0010] 超聲發(fā)射探頭發(fā)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(gòu)成探頭陣列，此時，發(fā)射電路可以設(shè)置選通開關(guān)，通 過選通開關(guān)來選擇探頭。
[0012] 超聲信號探頭有一對時，可以設(shè)置驅(qū)動機構(gòu)，通過該驅(qū)動機構(gòu)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(fā)射電路包括順次連接的場效應(yīng)管驅(qū)動電路、脈沖激發(fā)電路及調(diào)諧匹配電 路，使所述場效應(yīng)管驅(qū)動電路無脈沖發(fā)出時，所述脈沖激發(fā)電路使電源與所述超聲發(fā)射探 頭斷開；使所述場效應(yīng)管驅(qū)動電路有脈沖發(fā)出時，所述脈沖激發(fā)電路使所述電源與所述超 聲發(fā)射探頭連通，所述電源通過所述調(diào)諧匹配電路將電壓加載到所述超聲發(fā)射探頭，激勵 所述超聲發(fā)射探頭發(fā)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(diào)諧匹配電路，使超聲信號探頭 能夠諧振。
[0015] 所述超聲發(fā)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(fā)射方向和/或發(fā)射位置，獲取多個含發(fā)射時刻、接收時刻、強 度信息的方程；
[0019] 根據(jù)各信號發(fā)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(jù)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(fā)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(xiàn)連續(xù)掃描，以及通過調(diào)整超聲信號 探頭的方向和位置實現(xiàn)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(xù)掃描，可以實現(xiàn)對人體各個部位的掃描，如側(cè)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?qū)崿F(xiàn)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(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0025] 超聲信號斷層掃描成像系統(tǒng)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(jié)構(gòu)特性。表1是常見人體組織器官的超聲信號傳播參數(shù)表。
[0026] 表1常見人體組織器官的超聲信號傳播參數(shù)
[0027]
【主權(quán)項】
1. 一種超聲信號斷層掃描成像系統(tǒng)，其特征在于，包括控制電路、發(fā)射電路、超聲發(fā)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(fā)射電路發(fā)射脈 沖，所述脈沖經(jīng)所述超聲發(fā)射探頭轉(zhuǎn)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(fā)射探頭的信號發(fā)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(jù)所述發(fā)射時刻和接收時刻的差值、發(fā)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(jù)所述衰減值和時延值成像。
2. 如權(quán)利要求1所述的超聲信號斷層掃描成像系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射電路包括 順次連接的場效應(yīng)管驅(qū)動電路、脈沖激發(fā)電路及調(diào)諧匹配電路，使所述場效應(yīng)管驅(qū)動電路 無脈沖發(fā)出時，所述脈沖激發(fā)電路使電源與所述超聲發(fā)射探頭斷開；使所述場效應(yīng)管驅(qū)動 電路有脈沖發(fā)出時，所述脈沖激發(fā)電路使所述電源與所述超聲發(fā)射探頭連通，所述電源通 過所述調(diào)諧匹配電路將電壓加載到所述超聲發(fā)射探頭，激勵所述超聲發(fā)射探頭發(fā)射超聲信 號。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的超聲信號斷層掃描成像系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲發(fā)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(fā)射方向和/或發(fā)射位置，獲取多個含信號發(fā)射時刻、接收時刻、強 度信息的方程； 根據(jù)各信號發(fā)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(jù)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(fā)明公開了一種超聲信號斷層掃描成像系統(tǒng)及方法，包括控制電路、發(fā)射電路、超聲發(fā)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(fā)射電路發(fā)射脈沖，所述脈沖經(jīng)所述超聲發(fā)射探頭轉(zhuǎn)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(fā)射探頭的信號發(fā)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(jù)所述發(fā)射時刻和接收時刻的差值、發(fā)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(jù)所述衰減值和時延值成像。本系統(tǒng)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?zhí)枴緾N201310754595
【發(fā)明人】王瑞, 蔡詠德, 徐衛(wèi)國, 張開良, 郭紅, 董濤
【申請人】深圳市鵬瑞智能技術(shù)應(yīng)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