基于声辐射力回波位移检测系统及成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于声辐射力回波位移检测系统及成像系统，本发明专利技术采用线性插值去除激励脉冲信号对应的无效回波；根据回波的平滑度指数自适应的调整时间取样窗口；采用二维自相关Loupas算法计算所述回波在时间取样窗口内的平均位移速度，得出所述回波在时间方向上具体位移；采用运动滤波的方式消除组织自身运动对回波位移带来的干扰信息，使位移检测可靠性更高，抗噪声能力更强。所述成像系统包含上述位移检测系统，可提供与组织黏弹性相关的多模式声辐射力成像，同时采用帧相关处理去除电子噪声产生的干扰使图像显示更平稳，对比拉伸增强图像的显示分辨率，为声辐射力成像提供了当前工作状态下的压力信息，便于医生对图像进行分析和安全操作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于声辐射力回波位移检测系统及成像系统，本专利技术采用线性插值去除激励脉冲信号对应的无效回波；根据回波的平滑度指数自适应的调整时间取样窗口；采用二维自相关Loupas算法计算所述回波在时间取样窗口内的平均位移速度，得出所述回波在时间方向上具体位移；采用运动滤波的方式消除组织自身运动对回波位移带来的干扰信息，使位移检测可靠性更高，抗噪声能力更强。所述成像系统包含上述位移检测系统，可提供与组织黏弹性相关的多模式声辐射力成像，同时采用帧相关处理去除电子噪声产生的干扰使图像显示更平稳，对比拉伸增强图像的显示分辨率，为声辐射力成像提供了当前工作状态下的压力信息，便于医生对图像进行分析和安全操作。【专利说明】基于声辐射力回波位移检测系统及成像系统
本专利技术涉及医学超声成像领域，特别涉及一种基于声辐射力回波位移检测系统及 成像系统。
技术介绍
医学超声振动性弹性成像由Fatemi和Greenleaf于1998年专利技术。该技术是用 一个超声波场产生一个低频振动并作用于受检组织，组织受到激励根据自身的弹性模量大 小产生不同的振动幅度，并最终通过图像表现出来。采用声辐射力激励的声辐射脉冲成像 (acousticradiationforceimpulseimaging,ARFI)属于振动性弹性成像的一种，该 技术利用短时程聚焦声脉冲作用于组织ROI(regionofinterest,感兴趣区域），使其产 生瞬时、微米级位移同时发射声脉冲序列探测组织位移。位移大小取决于组织弹性。德国 Siemens的AcusonS2000开发了声触诊组织量化技术。该系统使用标准超声探头，使用一 个深度可调的长约Icm的取样框，频率为3. 5MHZ的探头向组织发出声脉冲，这种声脉冲在 组织内部传播并产生一个剪切波。系统发出探测脉冲检测到剪切波进而测量其波速。而剪 切波波速大小正好反映了组织的硬度大小，然而，该仪器的售价昂贵。 目前的声辐射力成像技术通过发射聚焦长超声脉冲波给组织施加局部辐射压力， 组织受到辐射力的推动产生一定的应变，然后终止声辐射力，在应变恢复过程中检测不同 时间点的应变情况，从而反映组织的黏弹特性。这种激励方案相对简单，可以方便地集成 到现有的医疗超声系统，便于临床应用推广。但也存在一些问题： 1、超声激励引起的振动在微米数量级，其回波很容易受到系统噪声和生物体自身 运动（如心跳，呼吸）的干扰。传统的位移检测算法时间方向的取样窗口（简称时间取样 窗口）往往固定为2,这样检测到的位移受噪声的干扰很大，而且得到的位移曲线不是平滑 的； 2、现有医学超声声辐射力成像一般只提供有固定时刻的位移成像，未能充分利用 声辐射力成像产生的诊断信息。 3、在医学超声影像中，系统电子噪声及斑点噪声引入的闪烁效应会极大地降低图 像分辨率，使得临床诊断变得异常困难，需要设计合理的后处理方法来提高弹性图像分辨 率和对比度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服回波易受到系统噪声和生物体自身运动（如心跳、呼吸） 的干扰的问题，提供一种基于声辐射力的回波位移检测方法： 步骤1:将检测到的声辐射力回波中，对与激励脉冲信号对应的回波信号进行线 性插值；在超声辐射力检测过程中，单脉冲序列中包含有激励脉冲（长脉冲）、检测脉冲 (短脉冲），其中，激励脉冲数目+检测脉冲数目=取样容积数目（Ensemblesize)，所述取 样容积数目为16、24、32(可根据需要设定）等，回波信号与上述脉冲一一对应，但是与激励 脉冲（长脉冲）对应的回波信号因受到发射长波的干扰而没有计算价值，因此需将其去除， 而采用线性插值法代替。 步骤2 :包含采用二维自相关Loupas算法计算所述回波在时间取样窗口N内的平 均位移速度；所述二维自相关Loupas算法公式为：， 【权利要求】1. 一种基于声辐射力的回波位移检测系统，其特征在于，包括控制模块、线性插值模 块、回波位移速率计算模块、回波位移计算模块；所述线性插值模块、回波位移速率计算模 块、回波位移计算模块分别与所述控制模块连接；所述线性插值模块用于将检测到的声辐 射力回波中与激励脉冲信号对应的回波信号进行线性插值；所述回波位移速率计算模块用 于采用二维自相关Loupas算法计算所述回波在时间取样窗口 N内的平均位移速度；所述回 波位移计算模块用于计算所述回波在时间方向上的位移。2. 根据权利要求1所述的基于声辐射力的回波位移检测系统，其特征在于，所述回波 位移检测系统还包括位移计算优化模块，其用于通过计算组织焦点位置回波的平滑度指数 动态控制所述时间取样窗口。3. 根据权利要求1所述的基于声辐射力的回波位移检测系统，其特征在于，所述回波 位移检测系统还包括声辐射力激励优化模块，其用于通过计算组织焦点位置在不同激励脉 冲数量下回波位移拟合曲线之间的峰值变化率以及欧式距离，从而动态控制全面检测时单 脉冲序列中激励脉冲的数量。4. 根据权利要求1所述的基于声辐射力的回波位移检测系统，其特征在于，所述回波 位移检测系统还包括位移修正模块，其用于根据单脉冲序列中激励脉冲发射之前的回波以 及单脉冲序列中激励脉冲不再发射之后的回波确定回波参考位移，并根据所述参考位移进 一步修正所述回波位移数据。5. -种声辐射力的回波位移成像系统，其特征在于，包括回波检测模块、信号放大模 块、模数转换模块、正交解调模块、如权利要求1、2、3、4任一项所述的回波位移检测系统、 成像模块以及图像处理模块；所述回波检测模块、信号放大模块、模数转换模块、正交解调 模块、回波位移检测系统、成像模块以及图像处理模块依次连接； 所述回波检测模块用于检测声辐射力回波信号； 所述信号放大模块、模数转换模块、正交解调模块分别用于将所述声辐射力回波信号 进行信号放大、模数转换、正交解调； 所述成像模块以及图像平滑处理模块用于根据需要将所述回波位移检测系统计算出 的回波位移进行成像，并对图像进行平滑处理。6. 根据权利要求5所述的声辐射力的回波位移成像系统，其特征在于，所述成像模块 还包括声辐射力消失时刻位移成像模块、时间方向即时最大位移成像模块、组织位移上升 时间成像模块、组织位移下降时间成像模块； 所述声辐射力消失时刻位移成像模块用于提供单脉冲序列中所述声辐射力消失时刻 tl时的位移成像Stl ; 所述时间方向即时最大位移成像模块用于提供时间方向的即时最大位移成像 max (St2)，所述t2取值为0至取样容积数之间，所述St2表示t2时刻的位移。 所述组织位移上升时间成像模块用于提供所述声辐射力力载荷施加过程中不同组织 位置形变的位移上升时间Tup = Umax (St3) )-t4的成像；其中Tup用于表示组织不同位置从 平衡态到最大形变的时间，所述t3取值为0至取样容积数之间，所述St3表示组织t3时刻 的位移，所述max (St3)表示组织的最大位移，t (max (St3))表示组织到达最大位移时的时间， 所述t4为组织离开初始平衡态时间； 所述组织位移下降时间成像模块用于提供所述声辐射力力载荷消失后组织恢复平衡 位置的位移下降时间Td_ = t5-t (max(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于声辐射力的回波位移检测系统，其特征在于，包括控制模块、线性插值模块、回波位移速率计算模块、回波位移计算模块；所述线性插值模块、回波位移速率计算模块、回波位移计算模块分别与所述控制模块连接；所述线性插值模块用于将检测到的声辐射力回波中与激励脉冲信号对应的回波信号进行线性插值；所述回波位移速率计算模块用于采用二维自相关Loupas算法计算所述回波在时间取样窗口N内的平均位移速度；所述回波位移计算模块用于计算所述回波在时间方向上的位移。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石丹，尹皓，肖有平，刘东权，
申请(专利权)人：声泰特成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51