基于超声回波背向散射能量变化的多参量实时监控成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于超声回波背向散射能量变化的多参量实时监控成像系统。首先通过长短时分序列控制超声治疗、成像监控；在超声监控短时序列实时采集多帧超声包络数据；然后由粗到精改变估计窗长，并逐窗估计、单像素遍历整个单帧超声包络能量数据，计算获得像素点背向散射能量改变量，接着计算多时空复合的超声回波背向散射能量改变均值矩阵，最后经坐标变换和伪彩色编码，实现多参量超声治疗实时监控成像。相比于常规超声参量成像，本发明专利技术基于多时空复合背向散射能量变化的多参量实时监控成像在对比度和鲁棒性上均有了明显提高。

【技术实现步骤摘要】
基于超声回波背向散射能量变化的多参量实时监控成像系统
本专利技术属于超声成像领域，具体涉及基于多时空尺度复合超声回波背向散射能量变化的高灵敏多参量超声治疗实时监控成像技术。
技术介绍
超声成像具有无电离辐射、便携性和在介入治疗流程中兼容及易集成等优点，且具有快速实时反馈和目标定位的能力，已被用于监测和指导超声治疗。包括热消融治疗在内的超声治疗已被广泛应用于各种实体肿瘤的治疗中，在热消融治疗中超声实时监控成像可用于治疗前的定位、治疗期间的监测和反馈控制以及术后评估。基于超声参数的成像技术可以用于提高射频、微波和高强度聚焦超声治疗中产生的病灶蛋白固化、组织消融的检测灵敏度，同时也可以用来评估在治疗期间和治疗后病灶组织的温度的升高和能量沉积的增加。从超声背向散射回波中估计的超声参数包括回波时移、衰减系数、K参数、Nakagami参数等。然而，基于这些参数的超声成像方法对温度变化和加热过程中热组织相关变化的检测灵敏度低，特别是温度-时间加热策略改变导致治疗过程中组织加热动力学变化时，其灵敏度、对比度会受到限制。考虑到运动和组织蛋白固化造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多时空尺度复合超声回波背向散射能量变化的多参量成像方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)实时获取M帧2D超声包络能量数据；/n2)依据估计窗长可变的窗长区域分别计算第m帧2D超声包络能量数据在每一窗长区域内的像素点背向散射能量变化的均值，其中，m＝1，2，3，…，M；然后计算不同估计窗长下的窗长区域中心像素的背向散射能量变化的均值

【技术特征摘要】
1.一种基于多时空尺度复合超声回波背向散射能量变化的多参量成像方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)实时获取M帧2D超声包络能量数据；
2)依据估计窗长可变的窗长区域分别计算第m帧2D超声包络能量数据在每一窗长区域内的像素点背向散射能量变化的均值，其中，m＝1，2，3，…，M；然后计算不同估计窗长下的窗长区域中心像素的背向散射能量变化的均值得到均值矩阵；
3)根据M帧2D超声包络能量数据的均值矩阵计算对应的均值
4)按数值相位提取的不同分量，并进行多参量成像。


2.根据权利要求1所述一种基于多时空尺度复合超声回波背向散射能量变化的多参量成像方法，其特征在于：所述步骤1)具体包括以下步骤：
1.1)在超声监控期间，对于实时采集自超声成像探头的第m帧原始射频数据进行包络检波运算，得到第m帧2D超声包络数据R；
1.2)将第m帧2D超声包络数据R平方，得到第m帧2D超声包络能量数据R2，将第m帧2D超声包络能量数据R2在超声成像探头波束发射的垂直方向进行插值。


3.根据权利要求1所述一种基于多时空尺度复合超声回波背向散射能量变化的多参量成像方法，其特征在于：所述步骤2)具体包括以下步骤：
2.1)以超声成像探头发射波束的波长为基准改变估计窗长，在每一估计窗长下逐窗估计、单像素遍历整个单帧2D超声包络能量数据，并将计算得到的每一特定窗长区域内所有像素点的背向散射能量改变量的平均值赋予该特定窗长区域内的中心像素，得到所述中心像素的背向散射能量改变量；
2.2)计算所有估计窗长下位置相同的中心像素的背向散射能量改变量的平均值。


4.根据权利要求3所述一种基于多时空尺度复合超声回波背向散射能量变化的多参量成像方法，其特征在于：所述估计窗长表示为：
wn＝n×λ，n＝1，2，3，…，N
其中，λ表示波长，N表示估计窗长数目。


5.根据权利要求3所述一种基于多时空尺度复合超声回波背向散射能量变化的多参量成像方法，其特征在于：所述像素点的背向散射能量改变量是通过计算像素点2D超声包络能量数据与参考基准的比值的对数而得到。


6.根据权利要求3所述一种基于多时空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王弟亚，王巧，万明习，张蕾，徐鹏飞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61