空间复合成像方法、设备及其超声成像系统技术方案

本发明专利技术公开一种合成不同偏转角度的组件图像的方法、设备及其超声诊断成像系统，所述方法包含以下步骤：接收组件图像Ｃ（ｉ，ｊ），其中ｉ表示该组件图像的偏转扫描周期，ｊ表示组件图像的偏转角度；通过将该组件图像Ｃ（ｉ，ｊ）与上一个偏转扫描周期内的具有同一偏转角度的组件图像Ｃ（ｉ－１，ｊ）相减，计算一个差分图像；对所述的差分图像进行预处理；将经过所述预处理后的差分图像与上一帧的复合图像进行复合，以生成新一帧的复合图像。根据本发明专利技术实现的复合成像技术以完全实时帧率显示图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声扫描系统，尤其涉及采用空间复合成像技术的超 声扫描系统。#景駄目前，超声扫描诊断系统在医学上得到越来越广泛的应用，而其 中空间复合成像技术的利用又可以降低超声图像中的斑点噪声、声 影、混响等，提高图像的对比分辨率和信噪比，从而提高超声图像的 清晰度和可读性。超声成像中的空间复合成像技术，通常利用扫描声 束的偏转实现从多个角度对同一目标进行成像。图l显示了利用线阵三个偏转角度的组件图像C(i， j)实现空间复合的示意图，其中C(i，j)表示第i个偏转扫描周期(完成三个偏转角度的扫描成像的时间定义 为偏转扫描周期)的第j个组件图像。由图可见在整个扫描区域中， 三个偏转角度的组件图像在一个梯形区域内重叠。由于不同偏转角度 的组件图像具有相对独立的斑点噪声，以及不同的声影和混响等干 扰，通过三个组件图像的复合即可有效降低上述因素的影响，从而在 该重叠区域内获得最好的图像质量。一种典型的超声扫描复合成像系统的原理框图如图2所示，该系统 实现了B型空间复合成像。图中复合成像控制器根据实际应用的需要 确定扫描偏转的角度大小和组件图像的数目，并通过控制发射和接收 的延时聚焦参数，实现发射和接收扫描波束的偏转。接收到的信号经 过动态滤波有效提取出回波中有效的频率分量，提高回波信号的信噪 比，然后提取出回波信号的包络信息。包络提取可以通过绝对值检波实现，也可以通过正交解调后取正交信号的模实现。提取出的包络信 号经过对数压縮、降采样等处理后，产生不同偏转角度的组件图像。 对新采集的组件图像与内存中存储的组件图像进行空间复合图像处理(image compounding process)产生空间复合的图像，空间复合 的图像经过数字扫描转换(DSC)后送到显示器进行显示。显然，系 统也可以在复合图像处理之后对复合的图像进行对数压縮，但是由于 B型图像具有很大的动态范围，若在复合图像处理后进行对数压縮， 为了避免图像的失真，存储的组件图像就需要较大的存储位宽，而在 复合图像处理之前对组件图像进行对数压缩则可以有效降低存储空 间的需求。在美国专利US6126599中，JamesR.Jago等提出了一种简单的实 时空间图像复合处理方法及装置，在该方法中超声成像系统首先采集 和存储一系列偏转角度的组件图像，复合采集到的组件图像获得第一 个空间复合的图像，第一个复合的图像减去组件图像中的一个图像， 获得部分复合的图像，当获得一个新偏转角度的组件图像之后，部分 复合的图像与新角度的组件图像相加获得第二个空间复合的图像。该 方法通过将上一次采集到的一个偏转角度的组件图像从上一次复合 图像中减去，并加入本次新采集的该偏转角度的组件图像以得到新的 复合图像，从而实现实时空间复合。该方法的最大优点在于每次复合 计算不需要访问所有组件图像的存储空间，从而降低了内存访问的带 宽。尽管该专利文献所公开的专利技术可以基本做到以实时帧率显示图像，但可以发现，其存在以下问题(1)在合成复合图像时需要全部 偏转角度的组件图像，以第一帧复合图像为例，如图3所示，它必须等到全部偏转角度的图像Co(O,O)， Co(O,l)， Co(0,2)均采集到后才生 成第一复合图像Co(0,2)，因此在这种意义上，它不是以真正的实时 帧率显示图像；(2)其需要预先生成并存储部分复合图像。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术提出一种新型的空间复合图像处理方法 与设备，其可以做到真正的实时帧率，并减少存储器空间要求。此外，由于在实际应用中的扫查阶段，用户需要不断移动探头进 行扫描目标的定位，在该过程中复合图像由于时间分辨率较低会导致 运动模糊，从而影响了用户对扫査目标的快速定位。为此，本专利技术提 出了一种降低运动模糊对扫查定位的影响的超声成像系统和方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种合成不同偏转角度的组件图像的方法，包含以下步骤a)接收组件图像C(i， j)，其中i表示该组件 图像的偏转扫描傈期，j表示组件图像的偏转角度；b)通过将该组件 图像与上一个偏转扫描周期内的具有同一偏转角度的组件图像 C(i-l，j)相减，计算一个差分图像；C)对所述的差分图像进行预处 理；d)经过所述预处理后的差分图像与上一帧的复合图像进行复合， 以合成新一帧的复合图像。根据本专利技术的另一个方面，提供一种超声扫描系统中使用的方 法，包括a)接收组件图像C(i,j)，其中i表示该组件图像的偏转扫描周 期，j表示组件图像的偏转角度；b)通过将该组件图像与上一个偏转 扫描周期内的具有同一偏转角度的组件图像C(i-l，j)相减，计算一个差 分图像；C)基于所述差分图像的幅度判断是否存在运动模糊，其中 如果所述差分图像的幅度大于第一预定阈值Thl，则将未经复合的组 件图像例如零偏转角度组件图像存储并输出进行显示；否则如果所述 差分图像的幅度小于第二预定阈值Th2，对所述的差分图像进行预处 理；经过所述预处理后的差分图像与上一帧的复合图像进行复合，以 合成新一帧的复合图像，并输出进行显示。附图说明 图1是空间复合成像示意图2是表示现有技术的超声成像系统的方框图3是表示现有技术的实时复合成像示意图4是根据本专利技术的第一实施例的超声成像系统方框图5是表示图像复合计算示意图6是根据本专利技术的第一实施例的复合图像处理方法流程图7是根据本专利技术的第二实施例的超声成像系统方框图8是根据本专利技术的第二实施例的复合图像处理方法流程图9是根据本专利技术的实时复合成像示意图IO表示未经复合的超声图像；图11表示根据本专利技术复合后的超声图像。具体实施例下面结合本专利技术的最优实施例进行详细介绍。 [例1图4示出根据本专利技术的用于超声扫描系统的图像合成设备100的 配置示意图。其中所述图像合成设备100包括缓存器101、存储器102、 差分计算装置103、预处理单元104、累加单元105以及后处理单元 106。缓存器101从包络检测单元接收一个新采集的具有某一偏转角度 的组件图像C(i,j)并进行缓存，这里C(i, j)表示第i个偏转扫描周期的第j个偏转角度的组件图像， 一个偏转扫描周期定义为完成预先设定数量的偏转角度的扫描成像的时间。存储器102包含多个存储区， 可分别用于存储接收的组件图像以及复合图像，初始时各个区域初始 化为零。差分图像计算单元103读取缓存器101中存储的当前釆集的组件 图像C(i， j)以及存储器102中存储的前一个偏转扫描周期内的对应 偏转角度的组件图像C(i-l，j)，然后将两个组件图像相减获得一个差分图像D(ij"C(i， j)-C(i-1， j),并将该差分图像临时存储起来，例 如可存在在缓存器101中。在执行完减法运算后，将缓存器101中的 组件图像C(i,j)写入存储器中组件图像C(i-l,j)的位置，予以更新。所得到的差分图像输出到预处理单元104，对获得的差分图像 D(i,j)进行预处理。在本实施例中，所述预处理单元104包括第一加 权单元1041，用于针对差分图像D(i,j)根据偏转角度的大小以及图像 的深度进行加权，其方式为，例如对偏转角度较大的组件图像的近场 采用较大的加权系数，而对零偏转角度的组件图像的远场采用较大的 加权系数，从而保持空间复合图像在近远场都有较好的图像质量；第 二加权本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成不同偏转角度的组件图像的方法，包含以下步骤：　　　　ａ）接收组件图像Ｃ（ｉ，ｊ），其中ｉ表示该组件图像的偏转扫描周期，ｊ表示组件图像的偏转角度；　　　　ｂ）通过将该组件图像Ｃ（ｉ，ｊ）与上一个偏转扫描周期内的具有同一偏转角度的组件图像Ｃ（ｉ－１，ｊ）相减，计算一个差分图像；　　　　ｃ）对所述的差分图像进行预处理；　　　　ｄ）将经过所述预处理后的差分图像与上一帧的复合图像进行复合，以生成新一帧的复合图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张羽，王勇，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]