专利名称：一种实时超声弹性成像位移估计方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及超声弹性成像技术领域，尤其涉及一种实时超声弹性成像位移估计方法和系统。
背景技术：
软组织的病变常常伴随着组织硬度的改变。比如，乳腺或者前列腺实质性肿瘤的硬度要大于正常组织，而液性囊肿的硬度小于正常组织。传统上，临床医生用触诊来定性判断肿块的软硬程度。然而，当肿块埋藏于较深的软组织内部，或者体积较小时，通过触诊就很难发现这些组织病变。超声弹性成像是近年来发展比较快的一种新的超声成像技术，可以对组织力学属性(如组织弹性、组织硬度)进行成像，为临床疾病诊断提供更加丰富的功能信息。然而，现有技术的超声弹性成像技术存在一定的不足
一、现有算法在速度和精确度方 面存在着相互制约的问题。目前绝大部分的实时性好的算法都是一维的(即只考虑组织在受压时的轴向运动)，其中包括题目为“Real timetissue elasticity imaging using the combined autocorrelation method”，“Motionestimation in ultrasound images using time domain cross correlation with priorestimates”等文章。这些算法假设在同一根射频(Radio Frequency, RF)信号上组织位移连续，因此可以利用前一个位移的估计值作为下一次估计的先验值，从而减小互相关的搜索范围。这些一维算法在结构相对简单的体模上进行实验时可以获得很好的结果。由于对人体组织施压后，其产生位移场比较复杂，当这些算法用于活体实验时很难取得满意的结果O二、二维位移估计算法的鲁棒性较好，但传统二维估计算法的缺点是运算量过大，无法满足临床实时成像的需求。近些年来，一些研究组提出的新算法，比如动态规划算法“Ultrasound elastography: a dynamic programming approach，’、光流法“A motion estimation refinement framework for real-time tissue axial strainestimation with freehand ultrasound” 以及快速互相关算法“A fast normalizedcross-correlation method for motion estimation”等,这些算法同时考虑了组织受压产生的侧向位移，鲁棒性比较好，同时具有较好的实时性，但是其在处理组织大位移方面，容易出现误差。有鉴于此，现有技术有待改进和提高。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明目的在于提供一种实时超声弹性成像位移估计方法和系统。旨在解决现有技术中针对复杂的位移场容易出现误差等问题。本发明的技术方案如下
一种实时超声弹性成像位移估计方法，其中，包括以下步骤51、采用二维匹配算法对待处理的两帧射频信号进行预估，得到位移场ΙΠμ,ν)，所述两帧射频信号之间存在位移变化；
52、设定一先验估计tp,所述先验估计tp等于位移场U(μ,V)的轴向位移Ut(u);使得经过预估值修正之后的两帧射频信号的位移保持1/4个波长之内；
53、根据先验估计％和位移场UM的侧向位移Ut(V),计算相移，得到轴向位移场；
其中，U、V分别代表轴向和侧向位移量。优选地，所述的实时超声弹性成像位移估计方法，其中，所述步骤SI中，二维匹配算法分为二维相关检测算法和绝对差分求和算法。优选地，所述的实时超声弹性成像位移估计方法，其中，所述二维匹配算法包括最小均方误差函数、最小平均绝对值函数和/或最大匹配像素统计。优选地，所述的实时超声弹性成像位移估计方法，其中，所述步骤SI具体包括以下步骤
SlU选择两帧射频信号，以第一射频信号Irns中第一区域作为目标区域，在第二射频信号Im +1寻找最佳匹配的第二区域，其中，相关系数定义为
权利要求
1.一种实时超声弹性成像位移估计方法，其特征在于，包括以下步骤 51、采用二维匹配算法对待处理的两帧射频信号进行预估，得到位移场 ，所述两帧射频信号之间存在位移变化； 52、设定一先验估计tp，所述先验估计tp等于位移场FJ(MjV)的轴向位移R(U);使得经过预估值修正之后的两帧射频信号的位移保持1/4个波长之内； 53、根据先验估计tp和位移场的侧向位移K(V),计算相移，得到轴向位移场u(i)； 其中，u、v分别代表轴向和侧向位移量。
2.根据权利要求1所述的实时超声弹性成像位移估计方法，其特征在于，所述步骤SI中，二维匹配算法分为二维相关检测算法和绝对差分求和算法。
3.根据权利要求2所述的实时超声弹性成像位移估计方法，其特征在于，所述二维匹配算法包括最小均方误差函数、最小平均绝对值函数和/或最大匹配像素统计。
4.根据权利要求1所述的实时超声弹性成像位移估计方法，其特征在于，所述步骤SI具体包括以下步骤 SlU选择两帧射频信号，以第一射频信号Ims中第一区域作为目标区域，在第二射频信号Ims+1寻找最佳匹配的第二区域，其中，相关系数定义为
5.根据权利要求1所述的实时超声弹性成像位移估计方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括
6.一种实时超声弹性成像位移估计系统，其特征在于，包括 预估模块，用于采用二维匹配算法对待处理的两帧射频信号进行预估，得到位移场CZ(MjV),所述两帧射频信号之间存在位移变化； 先验估计模块，用于设定一先验估计tp，所述先验估计tp等于位移场的轴向位柳M ;使得经过预估值修正之后的两帧射频信号的位移保持1/4个波长之内； 位移计算模块，用于根据先验估计tp和位移场l/(M,v)的侧向位移Ut(y),计算相移，得到轴向位移场。
全文摘要
本发明公开了一种实时超声弹性成像位移估计方法和系统，其方法首先采用二维匹配算法对待处理的两帧射频信号进行预估，得到位移场，所述两帧射频信号之间存在位移变化；然后设定一先验估计tp，所述先验估计tp等于位移场的轴向位移；使得两帧射频信号的位移保持1/4个波长之内最后，根据先验估计tp和位移场的侧向位移，计算相移，得到轴向位移场。其解决了传统相移算法中容易出现的相位混叠问题，在兼顾运算速度的前提下，有效地提高了估计的精度。
文档编号A61B8/08GK103040488SQ20121056123
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者陆敏华, 孙瑞超, 汪天富, 陈思平 申请人:深圳大学