能量多普勒血流复合成像方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能量多普勒血流复合成像方法及系统，其方法包括如下步骤：在同一帧扫查中配置若干条扫查线，并为每条扫查线配置一定的扫查方向，其中，所述扫查方向的数目N≧2；向待成像血流发射扫查线波束；接收血流成像的多个回波数据，处理所述数据以得到相应的能量多普勒血流图并进行显示。由于本发明通过在同一帧超声扫查中若干扫查线中配置多个扫查方向，以保证其中至少有一条扫查线与当前血流走向不垂直，从而保证了血流成像的灵敏度，进而提升了超声成像的图像效果。
【专利说明】能量多普勒血流复合成像方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及医学超声成像领域技术，尤其涉及一种应用于医学超声成像领域提高能量多普勒血流成像灵敏度的复合成像方法及系统。
【背景技术】[0002]彩色血流成像技术凭借其对血流优越的检测能力，得到越来越广泛的应用，尤其是能量多普勒血流成像(简称血流成像临床上对于超声彩色血流成像的基本要求是血流检测的灵敏度，尤其是在良恶性肿块的检测上，如果本该被检出的血流因血流检测的不灵敏而未被检出，就会影响超声医生的判断从而造成误诊或者漏诊。
[0003]对于血流成像，当超声声束方向与血流的流向垂直时，根据多普勒效应，此时多普勒频偏近乎为0，因此在这种情况下血流信号的灵敏度很低。现有技术中，为了提高血流成像的灵敏度，几乎所有的超声成像设备都提供了偏转功能。当医生看到声束方向与血流流向近乎垂直时，医生会通过启用偏转功能将声束进行偏转，以使声束方向和血流流向不垂直，从而提高血流的检出率。
[0004]然而，上述方案需要医务人员手动调整超声设备来保证血流成像的灵敏度，不仅增加了医务人员的负担，且不免出现人为导致的错误；此外，如果在一个切面的血流有多种走向，比如小器官(甲状腺，乳腺或者睾丸等)的血流，医生根本无法预知这些小血流的走向，不论医生将声束偏转至哪一个方向，都只能提高血流流向跟声束方向不垂直的血流检测灵敏度，而使得与声束方向垂直的血流的灵敏度大大降低，其不能最大程度地提高血流成像的灵敏度。
【发明内容】
[0005]本发明所需解决的技术问题在于提供一种能量多普勒血流复合成像方法，以提高血流成像的灵敏度，优化超声成像效果。
[0006]相应地，本发明还提供一种能量多普勒血流复合成像系统。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供的一种能量多普勒血流复合成像方法，其包括如下步骤:
31、在同一帧扫查中配置若干条扫查线，并为每条扫查线配置一定的扫查方向，其中，所述扫查方向的数目2；
32、向待成像血流发射扫查线波束；
33、接收对应于所述多条扫查线的多个回波数据，处理所述回波数据以获取~个子帧的能量多普勒血流能量数据…，化并对所述~个子帧的能量多普勒血流能量数据〔X，7?进行复合，得到能量多普勒血流图。
[0008]在本发明某些实施例中，所述扫查方向包括基准角度、和/或互相对称的第一角
度、第二角度。
[0009]作为上述方法的进一步改进，所述基准角度、第一角度、第二角度的扫查线数目相坐寸O
[0010]在本发明其他实施例中，所述同一帧中的每条扫查线配置有唯一的扫查方向。
[0011]作为上述方法的进一步改进，所述步骤S2具体包括:
将发射孔径M分为N个子阵Z，每个子阵Z工作于一个发射扫查方向，M=N*Z ；
计算一帧扫查中各条扫查线的延迟时间，并设定参考中心线，并根据各扫查线配置的扫描方向，以所述参考中心线为基准偏转相应的角度；
获取各扫查线所形成波束的左、右边界，并根据各扫查线的左、右边界获取宽波束的范
围；
将各扫查线对应的发射波束囊括于所述宽波束的范围内。
[0012]作为上述方法的进一步改进，所述步骤S3具体包括:
531、接收工作在多波束模式，波束数为P，接收孔径为M，并对接收到的回波进行N个扫查方向的波束合成，以获得N个子帧数据Fj,其中，P ^ N, j=l，2，…，N;
532、对所述N个子帧数据h作多普勒彩色后处理，得到N个子帧能量多普勒血流能量数据；
533、根据预定义的显示像素点的位置，对数据匕进行坐标变换和插值，以得到N个方向的多普勒血流能量数据Pj &，7)，其中，」_=1，2，…，N;
534、将N个方向的多普勒血流能量数据Pj(X，y)进行复合，得到能量多普勒血流图；其中，所述多普勒血流能量数据的复合算法为:
P (X，y) = max(Pj (x, y) },其中，j=l，2,…，N。
[0013]此外，本发明提供的一种能量多普勒血流复合成像系统，其包括:
配置模块、用于在同一帧扫查中配置若干条扫查线，并为每条扫查线配置一定的扫查方向，其中，所述扫查方向的数目N 3 2 ;
发射模块、用于向待成像血流发射扫查线波束；
接收模块、用于接收对应于所述多条扫查线的多个回波数据，处理所述回波数据以获取N个子帧的能量多普勒血流能量数据匕(X，y)，其中，j=l，2，…，N，并对所述N个子帧的能量多普勒血流能量数据Pj (X，y)进行复合，得到能量多普勒血流图。
[0014]在本发明某些实施例中，所述扫查方向包括基准角度、和/或互相对称的第一角度、第二角度，所述基准角度、第一角度、第二角度的扫查线数目相等。
[0015]作为上述系统的进一步改进，所述发射模块具体用于:
将发射孔径M分为N个子阵Z，每个子阵Z工作于一个发射扫查方向，M=N*Z ；
计算一帧扫查中各条扫查线的延迟时间，并设定参考中心线，并根据各扫查线配置的扫描方向，以所述参考中心线为基准偏转相应的角度；
获取各扫查线所形成波束的左、右边界，并根据各扫查线的左、右边界获取宽波束的范
围；
将各扫查线对应的发射波束囊括于所述宽波束的范围内。
[0016]作为上述系统的进一步改进，所述接收模块具体包括:
波束合成单元、用于接收工作在多波束模式，波束数为P，接收孔径为M，并对接收到的回波进行N个扫查方向的波束合成，以获得N个子帧数据Fj,其中，P ^ N, j=l，2，…，N;多普勒处理单元、用于对所述N个子帧数据h作多普勒彩色后处理，得到N个子帧能量多普勒血流能量数据；
逆向映射单元、用于根据预定义的显示像素点的位置，对数据&进行坐标变换和插值，以得到~个方向的多普勒血流能量数据I…，~；
数据复合单元、用于将~个方向的多普勒血流能量数据1〔X，7)进行复合，得到能量多普勒血流图；其中，所述多普勒血流能量数据的复合算法为:
？(叉，7)=胍叉!？』〔X，7)丨，其中，』二1，2，…，X。
[0017]根据以上技术方案可以看出，由于本发明通过在同一帧超声扫查中若干扫查线中配置多个扫查方向，以保证其中至少有一条扫查线与当前血流走向不垂直，从而保证了血流成像的灵敏度，进而提升了超声成像的图像效果；本发明的血流成像避免了人工调整扫查方向，使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术的技术方案，下面将对本发明具体实施例或现有描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下述附图仅为本发明的一部分附图，对于本领域普通技术人员而言，在不作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。
[0019]图1是本发明一实施方式中能量多普勒血流复合成像方法的流程图；
图2是本发明一实施方式中彩色血流成像的扫查线配置示意图；
图3是本发明一实施方式中彩色血流成像的扫查线发射示意图；
图4是本发明一实施方式中彩色血流成像的发射波束示意图；
图5是本发明一实施方式中彩色血流成像的扫查线接收示意图；
图6是本发明一实施方式中彩色血流成像的多普勒复合处理步骤的流程图；
图7是本发明一实施方式中能量多普勒血流复合成像系统的单元示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，基于本发明的各实施例，本领域的普通技术人员在未作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均应包含在本发明的保护范围内。
[0021]参图1所示，在本发明一实施方式中，为了提高彩色血流成像的灵敏度，所述能量多普勒血流复合成像方法，包括如下步骤:
31、在同一帧扫查中配置若干条扫查线，并为每条扫查线配置一定的扫查方向，其中，所述扫查方向的数目2；
设置多个不同方向的扫查线，可在一定程度上保证至少有一个方向的扫查线可以与当前组织内的血流方向不垂直。在本发明某些实施方式中，为了保证不垂直的概率，同一帧中的每条扫查线配置有唯一的扫查方向，对于血流模式的总线数[中的每条线都有~个扫查方向，每个扫查方向都是唯一的。
[0022]参图2所示，在本实施例中，在能量多普勒血流成像模式下，系统总共配置~个扫查方向，其中，各方向相对于基准中心先的偏转角度八和方向个数~由系统的内部工程参数根据需要设定，即:Steer = [A1 A2...An]
在本发明某些实施方式中，N被设置为奇数，一般可为3、5、7等，而偏转角度A可包括0° (基准角度)、或者互相对称的正角度、负角度(以0°为参考线)等，其中，正负对称的角度可包括一组或者多组，正角度表示向右偏转，负角度表示向左偏转，例如:+/-15°等。而在本发明其他实施方式中，向左偏转的角度及向右偏转的角度也可不对称设置，如，+ 13°、-15。。
[0023]本实施例中，以设置3个偏转角度(-15°，0°和15°)的一帧扫查为例，在一帧扫查中，分别配置有上述_15°，0°和15°三个角度的扫查线的数目是相等的，比如，血流模式的线密度为L，扫查方向为N个，则每个方向拥有的扫查线为L，总共的扫查线为L*N。
[0024]继续参图2所示，以偏转角度包括-15°，0°和15°的实施例为例，以位于彩色感兴区域框内的发射焦点所在的深度和彩色0°扫查线的交点为起点，按照系统设置的角度计算出各个方向角度的扫查线位置。其中，彩色模式0°扫查线为F21;F22，…，F2yL为血流模式的总线数。这样以位于彩色感兴区域框内的发射焦点所在的深度和彩色模式0°扫查线的交点为起点，按照系统设置的角度计算出的扫查线为:
FIijFI2, -,FIl
F2i,F22,..., F2l
FN1, FN2, —, FNl
其中，假设Fl为向右偏转的扫查线，FN为向左偏转的扫查线，F2为0°扫查线线，这样在一帧扫查中就有向左、向右以及0°的多个方向的扫查线，不论血流走向如何，都可以保证至少有一个方向的扫查线与血流走向不垂直，从而保证血流检测的灵敏度。
[0025]S2、向待成像血流发射扫查线波束；
在本发明优选的实施方式中，所述步骤S2具体包括如下步骤:设定参考中心线，计算一帧扫查中各条扫查线的延迟时间，并根据一帧扫查中各扫查线的预配置扫描方向进行相应角度的偏转；之后，获取一帧扫查中各扫查线所形成波束的左、右边界，并根据各扫查线的左、右边界获取宽波束的范围；此后，将一帧扫查中各扫查线对应的发射波束囊括于所述宽波束的范围内。
[0026]请参图3所示，基于上述步骤SI的扫查线配置方式，本发明给出了一种能量多普
勒血流复合成像的发射控制方式。在本实施方式中，以位于彩色感兴区域框内的发射焦点
所在的深度和彩色扫查0°扫查线的第i扫查线交点为起点计算出来的扫查线FlpFZi,…
和FNi为例，设当前的扫查孔径为M,将M分为N个子孔径，一个子孔径工作于一个发射扫查
方向，其中M=Z*N，Z为整彳\、2…N)的分配亨法及对应的扫查角度如下:
【权利要求】
1.一种能量多普勒血流复合成像方法，其特征在于，其包括如下步骤: 51、在同一帧扫查中配置若干条扫查线，并为每条扫查线配置一定的扫查方向，其中，所述扫查方向的数目Ne 2; 52、向待成像血流发射扫查线波束； 53、接收对应于所述多条扫查线的多个回波数据，处理所述回波数据以获取N个子帧的能量多普勒血流能量数据匕(X，y)，其中，j=l，2，…，N，并对所述N个子帧的能量多普勒血流能量数据P」(X，y)进行复合，得到能量多普勒血流图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫查方向包括基准角度、和/或互相对称的第一角度、第二角度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基准角度、第一角度、第二角度的扫查线数目相等。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同一帧中的每条扫查线配置有唯一的扫查方向。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括: 将发射孔径M分为N个子阵Z，每个子阵Z工作于一个发射扫查方向，M=N*Z ； 计算一帧扫查中各条扫查线的延迟时间，并设定参考中心线，并根据各扫查线配置的扫描方向，以所述参考中心线为基准偏转相应的角度；` 获取各扫查线所形成波束的左、右边界，并根据各扫查线的左、右边界获取宽波束的范围； 将各扫查线对应的发射波束囊括于所述宽波束的范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括: 531、接收工作在多波束模式，波束数为P，接收孔径为M，并对接收到的回波进行N个扫查方向的波束合成，以获得N个子帧数据Fj,其中，P ^ N, j=l，2，…，N; 532、对所述N个子帧数据h作多普勒彩色后处理，得到N个子帧能量多普勒血流能量数据； 533、根据预定义的显示像素点的位置，对数据匕进行坐标变换和插值，以得到N个方向的多普勒血流能量数据Pj &，7)，其中，」_=1，2，…，N; 534、将N个方向的多普勒血流能量数据Pj(X，y)进行复合，得到能量多普勒血流图；其中，所述多普勒血流能量数据的复合算法为: P (X，y) = max(Pj (x, y) },其中，j=l，2,…，N。
7.一种能量多普勒血流复合成像系统，其特征在于，其包括: 配置模块、用于在同一帧扫查中配置若干条扫查线，并为每条扫查线配置一定的扫查方向，其中，所述扫查方向的数目N 3 2 ; 发射模块、用于向待成像血流发射扫查线波束； 接收模块、用于接收对应于所述多条扫查线的多个回波数据，处理所述回波数据以获取N个子帧的能量多普勒血流能量数据匕(X，y)，其中，j=l，2，…，N，并对所述N个子帧的能量多普勒血流能量数据Pj (X，y)进行复合，得到能量多普勒血流图。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述扫查方向包括基准角度、和/或互相对称的第一角度、第二角度，所述基准角度、第一角度、第二角度的扫查线数目相等。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发射模块具体用于: 将发射孔径M分为N个子阵Z，每个子阵Z工作于一个发射扫查方向，M=N*Z ； 计算一帧扫查中各条扫查线的延迟时间，并设定参考中心线，并根据各扫查线配置的扫描方向，以所述参考中心线为基准偏转相应的角度； 获取各扫查线所形成波束的左、右边界，并根据各扫查线的左、右边界获取宽波束的范围； 将各扫查线对应的发射波束囊括于所述宽波束的范围内。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述接收模块具体包括: 波束合成单元、用于接收工作在多波束模式，波束数为P，接收孔径为M，并对接收到的回波进行N个扫查方向的波束合成，以获得N个子帧数据Fj,其中，P ^ N, j=l，2，…，N; 多普勒处理单元、用于对所述N个子帧数据h作多普勒彩色后处理，得到N个子帧能量多普勒血流能量数据； 逆向映射单元、用于根据预定义的显示像素点的位置，对数据h进行坐标变换和插值，以得到N个方向的多普勒血流能量数据Pj (1，7)，其中，」=1，2，…，N; 数据复合单元、用于将N个方向的多普勒血流能量数据匕(x, y)进行复合，得到能量多普勒血流图；其中，所述多普勒血流能量数据的复合算法为: P (X，y) = max(Pj (x, y) },其中，j=l，2,…，N。
【文档编号】A61B8/06GK103829974SQ201210490009
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】吴方刚 申请人:飞依诺科技(苏州)有限公司