用于超声成像系统的乳房定位成像方法及其应用技术方案

本发明专利技术涉及用于超声成像系统的乳房定位成像方法及其应用，该方案包括以下步骤：设定超声换能器阵元的序列，每个所述超声换能器阵元按照所述序列进行发射和采集超声信号操作；依据采集到的所述超声信号计算获得乳房一层冠状面的轮廓；对所述轮廓进行空间坐标转换，得到所述轮廓在超声成像系统的横切面中的空间分布，本申请具有定位精度高，成像效果好的优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
用于超声成像系统的乳房定位成像方法及其应用


[0001]本专利技术涉及超声
，具体涉及用于超声成像系统的乳房定位成像方法及其应用。

技术介绍

[0002]半球形超声断层成像系统需要实时的乳房快速定位方法，用于医生指导病人将乳房放置到正确的成像区域内。然而现有技术通常是通过光学镜头或光源来定位患者乳房的位置，如CN110291390A公开的单脉冲全景光声计算机断层成像(SIP
‑
PACT)，其利用光源来定位乳房位置，实施难度较高，且较为复杂，而现有技术的光学镜头定位方式还存在定位精度低，成像效果差异大的问题，而且此方法无法用于我司的半球形超声断层成像系统，改造成本极高。
[0003]因此，亟待一种可显著提高定位精度，成像效果好的用于超声成像系统的乳房定位成像方法及其应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了用于超声成像系统的乳房定位成像方法及其应用。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：用于超声成像系统的乳房定位成像方法包括以下步骤：
[0006]S100、设定超声换能器阵元的序列，每个所述超声换能器阵元按照所述序列进行发射和采集超声信号操作；
[0007]S200、依据采集到的所述超声信号计算获得乳房一层冠状面的轮廓；
[0008]S300、对所述轮廓进行空间坐标转换，得到所述轮廓在超声成像系统的横切面中的空间分布。
[0009]工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本申请借助半球形超声断层成像系统(也就是超声成像系统)中本身就有的超声换能器阵元实现本方法的功能，无需进行额外的改造，改造成本可以忽略不计，因此本申请有现有技术无法比拟的成本优势；
[0010]2、与现有技术相比，本申请只需要借助超声波即可实现此功能，无需借助光源和光学镜头，通过计算超声波返回的时间来测得与乳房的距离并形成乳房的轮廓，对轮廓进行空间坐标转换，从而能够建立起乳房的模型，也就是实现成像，与本身超声成像系统中就有的坐标系比对就能够实现对乳房的精确定位，定位精度大大提高，成像效果好；
[0011]3、与现有技术相比，现有的光学摄像会因为病人覆盖半球孔径导致没有光打进来，如果用带光的摄像头，又会因为光反射导致视野看不清，还有使用光学器件增加加工复杂度，本申请不采用光学摄影，因此不存在此问题。
[0012]进一步地，所述超声成像系统包括半球体，所述半球体上阵列设有多个圆孔，每个所述圆孔为一超声换能器阵列系统，每个所述超声换能器阵列系统中设有多个超声换能器
阵元。此方案，对于超声成像系统进行了补充，使得本方法能够利用更多的超声换能器阵元，起到更加卓越地定位效果和成像效果。
[0013]进一步地，所述圆孔分别沿半球体水平圆周方向以及高度方向均匀间隔设置，选取最上层的圆孔，设定该层每一个圆孔内的超声换能器阵元的序列，按照该序列进行发射和采集超声信号操作。此方案，在半球体中，最上层的截面面积最大，因此此处拥有的圆孔数量也是最多的，也就意味着超声换能器阵元的数量是最多的，此处获得的超声信号也是最多的，从而使得最终的定位效果和成像效果能够达到最佳效果。
[0014]进一步地，通过匹配滤波器算法对采集到的所述超声信号处理得到滤波信号。此方案，通过匹配滤波器算法对采集到的超声信号进行滤波处理，减少干扰，使其能够得到更加纯净的信号，从而提升定位效果和成像效果。
[0015]进一步地，通过快速合成孔径聚焦算法对所述滤波信号计算获得乳房一层冠状面的轮廓。此方案，通过此算法可快速计算得出乳房一层冠状面的轮廓。
[0016]进一步地，每个所述超声换能器阵元的激励信号为0.5～4.5MHz。激励信号也就是输入信号，此范围内的激励信号是最佳范围区间，取得的定位效果和成像效果较好，也可是1MHz、3MHz等。
[0017]进一步地，所述快速合成孔径聚焦算法的公式为：
[0018]其中j表示发射超声信号的超声换能器阵元的序号，k表示采集超声信号的超声换能器阵元的序号，T表示匹配滤波器算法对采集到的所述超声信号处理，A
(j,k)
表示处理后的j发射k接收的超声信号，a
j
表示j到x位置成像像素的距离，b
k
表示k到x位置成像像素的距离，c表示声音在水中的传播速度。此方案，具体公开了快速合成孔径聚焦算法的计算公式，通过该公式可非常快速地计算出每个超声换能器阵元接收到的超声信号，从而得出对应乳房的轮廓，所有轮廓合并在一起就是整个乳房的成像，方便后续步骤进行空间坐标转换。
[0019]用于超声成像系统的乳房定位成像的装置，包括超声成像系统和控制端，所述控制端用于执行上述的用于超声成像系统的乳房定位成像方法对超声成像系统中的乳房进行定位成像。采用本方法的装置，同样具有定位效果好和成像效果好的优点。
[0020]用于超声成像系统的乳房定位成像的电子设备，包括处理器和存储器；所述处理器与存储器耦合，用于执行存储器的可执行命令，以使得所述电子设备执行如上述的用于超声成像系统的乳房定位成像方法。采用本方法的电子设备，同样具有定位效果好和成像效果好的优点。
[0021]用于超声成像系统的乳房定位成像的计算机程序产品，包括程序或指令，当所述程序或指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如上述的用于超声成像系统的乳房定位成像方法。采用本方法的计算机程序产品，可在任意能够运行该程序的计算机上运行，同样具有定位效果好和成像效果好的优点。
附图说明
[0022]图1是半球形超声断层成像系统的半球体立体示意图；
[0023]图2是本专利技术方法的流程图；
[0024]图3是本专利技术方法中单个超声换能器阵元采集到的A
‑
scan信号。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本领域技术人员应理解的是，在本专利技术的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]请参阅图1，图1为我司的半球形超声断层成像系统的半球体立体示意图，其中超声成像系统包括半球体，半球体上阵列设有多个圆孔，每个圆孔为一超声换能器阵列系统(TAS，transducer array system)，每个超声换能器阵列系统中设有多个超声换能器阵元，本方法使用该半球形超声成像系统中最上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于超声成像系统的乳房定位成像方法，其特征在于，包括以下步骤：设定超声换能器阵元的序列，每个所述超声换能器阵元按照所述序列进行发射和采集超声信号操作；依据采集到的所述超声信号计算获得乳房一层冠状面的轮廓；对所述轮廓进行空间坐标转换，得到所述轮廓在超声成像系统的横切面中的空间分布。2.根据权利要求1所述的用于超声成像系统的乳房定位成像方法，其特征在于，所述超声成像系统包括半球体，所述半球体上阵列设有多个圆孔，每个所述圆孔为一超声换能器阵列系统，每个所述超声换能器阵列系统中设有多个超声换能器阵元。3.根据权利要求2所述的用于超声成像系统的乳房定位成像方法，其特征在于，所述圆孔分别沿半球体水平圆周方向以及高度方向均匀间隔设置，选取最上层的圆孔，设定该层每一个圆孔内的超声换能器阵元的序列，按照该序列进行发射和采集超声信号操作。4.根据权利要求1或3所述的用于超声成像系统的乳房定位成像方法，其特征在于，通过匹配滤波器算法对采集到的所述超声信号处理得到滤波信号。5.根据权利要求4所述的用于超声成像系统的乳房定位成像方法，其特征在于，通过快速合成孔径聚焦算法对所述滤波信号计算获得乳房一层冠状面的轮廓。6.根据权利要求1所述的用于超声成像系统的乳房定位成像方法，其特征在于，每个所述超声换能器阵元的激励信号为0.5～4.5MHz。7.根据权利要求5所述的用于超声成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷晓旭，朱坚栋，黄跃龙，韩春林，
申请(专利权)人：浙江衡玖医疗器械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：