一种超声成像方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种超声成像方法及装置，用于内窥超声成像引导的介入治疗微创手术，采用本发明专利技术的超声成像装置进行的超声成像方法包括：控制置于穿刺针管内的针式超声探头按照预设的偏转角度序列旋转发射超声信号，然后接收超声信号并接收超声探头的方位信息，对回波信号经波束合成、预处理后得到各组不同角度的图像，结合与图像对应的超声探头的方位信息进行复合与输出显示。本发明专利技术由于上述针式超声探头孔径小，分辨率有限，因此采用不同扫描角度下的图像复合，不仅能有效减少超声信号的斑点噪声，提高成像分辨率同时多组图像数据进行后续三维成像或直接送于显示均能为介入治疗微创手术提供更加丰富的空间信息与图像支撑。手术提供更加丰富的空间信息与图像支撑。手术提供更加丰富的空间信息与图像支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种超声成像方法及装置


[0001]本专利技术涉及超声波成像
，尤其涉及一种超声成像方法及装置。

技术介绍

[0002]超声成像由于其简单便携、成本低、安全无辐射、可实时成像等特点，被广泛应用于介入治疗微创手术中的实时影像引导。但是目前临床上广泛使用的超声引导介入穿刺技术是将超声探头放在待穿刺部位体表实时显示超声探头前方组织的二维切面超声图像以引导穿刺。这种方法存在两个严重的弊端，一是穿刺针经常不位于超声图像范围内，严重影响超声成像引导的实时精准性；二是超声探头放置在体表外，超声难以传导到人体深部，特别对肥胖者显示不清。
[0003]为了解决体外超声引导的弊端，有研究提出了内窥超声成像引导介入穿刺的方法。内窥超声引导穿刺是将超声探头置于穿刺针内，与穿刺针一起进入人体组织，通过实时显示穿刺针前方组织图像实时地引导穿刺路径和位置。
[0004]目前，研究中用于内窥超声成像引导的超声探头是单阵元探头或者一维线阵探头。单阵元探头只能获取一维A型超声图像以得到前方组织距离信息，难以满足临床需求。一维线阵探头能得到前方组织的二维切面图像，但能得到的组织信息有限，且由于穿刺针的尺寸限制，用于内窥超声成像引导的线阵超声探头的阵元数目少，探头孔径小，图像质量不能满足临床要求。
[0005]有鉴于此，获取穿刺针前方组织的更多信息，提高超声成像质量对进行内窥超声成像引导介入穿刺技术的研究十分重要。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提出了一种超声成像方法及装置。
[0007]具体地，所述超声成像方法包括：
[0008]控制置于穿刺针管内的针式超声探头按预设的偏转角度序列旋转并发射超声波信号；
[0009]接收被探测对象反射的超声波信号得到回波信号，并接收所述超声探头的方位信息；
[0010]对所述回波信号进行波束合成；
[0011]对波束合成后得到的信号进行预处理；
[0012]将各组超声探头按照所述预设的偏转角度序列旋转后的各组不同角度图像结合对应的所述超声探头的方位信息进行复合并输出显示。本专利技术的超声成像方法通过在获取穿刺针前方组织图像的同时获取与图像对应的方位信息，为临床提供有利的空间信息与图像支撑，且所述方位信息还能够对后续图像处理起辅助作用。
[0013]所述“控制置于穿刺针管内的针式超声探头按预设的偏转角度序列旋转并发射超
声波信号”包括：控制所述超声探头按照所述预设的偏转角度旋转后，所述超声探头的各阵元按照预设的选通序列、发射时序对所述超声探头前方的被探测对象发射接收超声波信号；
[0014]再次控制所述超声探头按照所述预设的偏转角度序列旋转并发射接收超声波信号，以此循环，直至所述超声探头完成所述预设的偏转角度序列旋转预设次数为止。
[0015]所述波束合成是所述回波信号根据所述发送时序和接收的延时参数计算超声探头各通道延时，然后通过接收孔径、接收变迹加权、通道求和处理得到原始射频信号。
[0016]所述“对波束合成后得到的信号进行预处理”包括：对所述原始射频信号进行正交检波提取待处理信号，对所述待处理信号进行低通滤波去噪，然后进行求模、对数压缩、动态范围变换、坐标变换、灰阶映射与伪彩处理得到超声图像数据。
[0017]所述“将各组超声探头按照所述预设的偏转角度序列旋转后的各组不同角度图像结合对应的所述超声探头的方位信息进行输出显示”包括：
[0018]融合各组超声探头按照所述预设的偏转角度序列旋转后的方位信息对各组不同角度图像进行运动校正；对运动校正后的图像相干复合后得到的图像进行输出显示。实际临床应用中获取的多组图像数据不可避免存在角度与位移的偏差或误差，因此需要进一步计算多组图像数据之间的互相关性再通过一定的运动校正算法将多组图像数据精准地还原到同一坐标系中。然后采用图像数据交叠复合的方式，每帧图像相当于只新增了一个成像角度，可以使旋转相干复合成像保证足够的帧频。
[0019]对所述各组不同角度图像进行运动校正包括：计算转动前后的图像数据在预设空间移动范围内的互相关值，通过索引最大互相关值趋近转动后的图像数据相对转动前的实际平移量与空间转动角；通过所述实际平移量与空间转动角计算转动后图像的平移与转动矩阵，获得转动后图像的三维坐标变换输出得到运动校正输出图像，所述运动校正输出图像与初始图像于同一坐标系中；然后依次完成多组图像数据的运动校正输出。
[0020]所述“对运动校正后的图像相干复合后得到的图像进行输出显示”包括：
[0021]计算多组图像数据校正后三维体数据合成对应的加权值；
[0022]根据所述加权值计算复合图像；
[0023]输出显示所述复合图像。
[0024]一种超声成像装置，用于执行上述超声成像方法，所述超声成像装置包括：超声成像系统、超声探头和探头控制系统；
[0025]所述超声成像系统用于发送指令控制所述超声探头采集超声回波信号，及对所述超声回波信号进行波束合成、预处理得到超声图像数据进行显示；
[0026]所述超声探头为置于穿刺针管内的针式超声探头；
[0027]所述探头控制系统用于根据所述超声成像系统发送的指令控制所述超声探头的位移与转动，并将所述超声探头的方位信息传送至所述超声成像系统。
[0028]综上所述，本专利技术的超声成像方法及装置具有以下有益效果：能够进行内窥超声引导穿刺，可以解决超声探头置于体表外导致的成像深度浅，引导范围局限于浅表及没有骨骼气泡的组织器官的弊端。同时探头外部控制系统可以实时监测控制探头的移动和旋转方向，提高穿刺的灵活性。进一步，将探头的方位信息传送到超声成像系统，能够获取更多的信息，为临床提供有利的空间信息与图像支撑。此外，本专利技术的超声成像方法还对获取的
多组图像数据进行后续图像处理后送于显示以提供更加有利的空间信息与图像支撑。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术的超声成像方法的流程示意图；
[0031]图2为本专利技术的超声成像系统的结构示意图；
[0032]图3为本专利技术的超声成像方法接收超声信号回波数据后进行波束合成得到原始射频信号的处理过程示意图；
[0033]图4为本专利技术的本专利技术的超声成像方法对射频信号进行处理得到超声图像数据的处理流程示意图；
[0034]图5为实施例1的图像数据与相应的超声探头的方位信息进行图像数据处理的实现方案示意图；
[0035]图6为实施例1采用的图像数据复合方式的示意图；
[0036]图7为实施例2采用的图像数据显示方式的示意图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声成像方法，其特征在于，所述超声成像方法包括：控制置于穿刺针管内的针式超声探头按预设的偏转角度序列旋转并发射超声波信号；接收被探测对象反射的超声波信号得到回波信号，并接收所述超声探头的方位信息；对所述回波信号进行波束合成；对波束合成后得到的信号进行预处理；将各组超声探头按照所述预设的偏转角度序列旋转后的各组不同角度图像结合对应的所述超声探头的方位信息进行复合并输出显示。2.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述“控制置于穿刺针管内的针式超声探头按预设的偏转角度序列旋转并发射超声波信号”包括：控制所述超声探头按照所述预设的偏转角度旋转后，所述超声探头的各阵元按照预设的选通序列、发射时序对所述超声探头前方的被探测对象发射接收超声波信号；再次控制所述超声探头按照所述预设的偏转角度序列旋转并发射接收超声波信号，以此循环，直至控制所述超声探头完成所述预设的偏转角度序列旋转预设次数为止。3.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述波束合成是所述回波信号根据所述发送时序和接收的延时参数计算超声探头各通道延时，然后通过接收孔径、接收变迹加权、通道求和处理得到原始射频信号。4.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述“对波束合成后得到的信号进行预处理”包括：对所述原始射频信号进行正交检波提取待处理信号，对所述待处理信号进行低通滤波去噪，然后进行求模、对数压缩、动态范围变换、坐标变换、灰阶映射与伪彩处理得到超声图像数据。5.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述“将各组超声探头按照所述预设的偏转角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，刘荣，宋爽，邱维宝，郑海荣，
申请(专利权)人：深圳欢影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：