超声信号断层扫描成像系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于一种断层扫描成像系统。
【背景技术】
[0002] CT是电子计算机X射线断层扫描技术的简称，其能够进行功能齐全的各种病情探 测。CT的工作原理是：通过单一轴面的X射线旋转照射人体，由于不同的组织器官对X射线 的吸收能力（或称阻射率，radiodensity)不同，可以用计算机的三维技术重建出断层影像。
[0003] 信息图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为体素 (voxel)〇
[0004]扫描所得信息经计算而获得每个体素的X射线衰减系数或吸收系数，再排列成矩 阵，即数字矩阵（digitalmatrix)，数字矩阵可存贮于磁盘或光盘等存储设备中。
[0005]经数字/模拟转换器（digital/analogconverter)把数字矩阵中的每个数字转 为由黑到白不等灰度的小方块，即像素（pixel)，并按矩阵排列，即构成CT图像。
[0006] 但是，现有CT机具有如下缺点：1)辐射大，不能实现连续检测；2)检测时，一般是 病人躺着被输送进入CT扫描，检测部位、角度受限。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种使用安全且能实现连续扫描检测的超声信号断层扫描成像系统 及方法。
[0008] 本发明提供一种超声信号断层扫描成像系统，包括控制电路、发射电路、超声发射 探头、超声接收探头、信息处理电路及成像电路，所述控制电路控制所述发射电路发射脉 冲，所述脉冲经所述超声发射探头转换成超声信号，所述超声信号透射待扫描部位并被所 述超声接收探头接收，所述信息处理电路获取超声发射信号的发射时刻、超声接收探头的 接收时刻、信号强度，根据所述发射时刻和接收时刻的差值、发射信号强度和接收信号强度 的差值，得到所述待扫描部位各个体素的衰减值和时延值，所述成像电路根据所述衰减值 和时延值成像。
[0009] 超声发射探头和超声接收探头成对设置，在超声信号的发射方向上，发射、接收探 头分别位于待扫描部位的两侧。
[0010] 超声发射探头发射超声信号，超声接收探头接收超声信号。
[0011] 超声信号探头可以有多对，构成探头阵列，此时，发射电路可以设置选通开关，通 过选通开关来选择探头。
[0012] 超声信号探头有一对时，可以设置驱动机构，通过该驱动机构可以改变超声信号 探头的方向和位置，该成对的超声信号探头可以同步运动。
[0013] 所述发射电路包括顺次连接的场效应管驱动电路、脉冲激发电路及调谐匹配电 路，使所述场效应管驱动电路无脉冲发出时，所述脉冲激发电路使电源与所述超声发射探 头断开；使所述场效应管驱动电路有脉冲发出时，所述脉冲激发电路使所述电源与所述超 声发射探头连通，所述电源通过所述调谐匹配电路将电压加载到所述超声发射探头，激励 所述超声发射探头发射超声信号。
[0014] 为了使超声信号探头具有较佳的换能效率，通过调谐匹配电路，使超声信号探头 能够谐振。
[0015] 所述超声发射探头和超声接收探头可以是凸阵探头、凹阵探头或平面探头。
[0016] -种超声信号断层扫描成像方法，
[0017] 利用超声信号透射待扫描部位；
[0018] 通过改变超声信号发射方向和/或发射位置，获取多个含发射时刻、接收时刻、强 度信息的方程；
[0019] 根据各信号发射、接收时刻的差值、透射前、后强度的差值，得到所述待扫描部位 各体素的衰减值和延时值；
[0020] 根据各所述体素的衰减值和延时值，重建所述待扫描部位的断层图像。
[0021] 本发明的有益效果是：利用超声信号在不同人体组织器官中的声阻抗和传播速度 不同，建立了互补的衰减值系和时延值系，从而能够更加准确的获知待扫描部位每个体素 的组织器官信息；利用超声信号扫描无辐射的特点实现连续扫描，以及通过调整超声信号 探头的方向和位置实现对被扫描部位的精确扫描，能够有效减小或消除由于呼吸引起的扫 描误差；由于能够连续扫描，可以实现对人体各个部位的扫描，如侧面垂直的头骨扫描、纵 斜向心脏剖面扫描、蝶骨的透射扫描，能够实现对人体的无死角扫描。
【附图说明】
[0022] 图1是本实施方式的衰减值系和时延值系的原理示意图；
[0023] 图2是本实施方式超声信号断层扫描成像系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0024] 下面通过【具体实施方式】结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0025] 超声信号断层扫描成像系统是利用超声信号的透射特性进行断层扫描，超声信号 在不同人体组织器官中的声阻抗和传播速度不同，从而能够通过多个多元一次方程求解超 声信号路径上各个点的结构特性。表1是常见人体组织器官的超声信号传播参数表。
[0026] 表1常见人体组织器官的超声信号传播参数
[0027]
【主权项】
1. 一种超声信号断层扫描成像系统，其特征在于，包括控制电路、发射电路、超声发射 探头、超声接收探头、信息处理电路及成像电路，所述控制电路控制所述发射电路发射脉 冲，所述脉冲经所述超声发射探头转换成超声信号，所述超声信号透射待扫描部位并被所 述超声接收探头接收，所述信息处理电路获取超声发射探头的信号发射时刻、强度及所述 超声接收探头的信号接收时刻、接收强度，根据所述发射时刻和接收时刻的差值、发射信号 强度和接收信号强度的差值，得到所述待扫描部位各个体素的衰减值和时延值，所述成像 电路根据所述衰减值和时延值成像。
2. 如权利要求1所述的超声信号断层扫描成像系统，其特征在于，所述发射电路包括 顺次连接的场效应管驱动电路、脉冲激发电路及调谐匹配电路，使所述场效应管驱动电路 无脉冲发出时，所述脉冲激发电路使电源与所述超声发射探头断开；使所述场效应管驱动 电路有脉冲发出时，所述脉冲激发电路使所述电源与所述超声发射探头连通，所述电源通 过所述调谐匹配电路将电压加载到所述超声发射探头，激励所述超声发射探头发射超声信 号。
3. 如权利要求1或2所述的超声信号断层扫描成像系统，其特征在于，所述超声发射探 头和超声接收探头可以是凸阵探头、凹阵探头或平面探头。
4. 一种超声信号断层扫描成像方法，其特征在于， 利用超声信号透射待扫描部位； 通过改变超声信号发射方向和/或发射位置，获取多个含信号发射时刻、接收时刻、强 度信息的方程； 根据各信号发射、接收时刻的差值、透射前、后强度的差值，得到所述待扫描部位各体 素的衰减值和延时值； 根据各所述体素的衰减值和延时值，重建所述待扫描部位的断层图像。
【专利摘要】本发明公开了一种超声信号断层扫描成像系统及方法，包括控制电路、发射电路、超声发射探头、超声接收探头、信息处理电路及成像电路，所述控制电路控制所述发射电路发射脉冲，所述脉冲经所述超声发射探头转换成超声信号，所述超声信号透射待扫描部位并被所述超声接收探头接收，所述信息处理电路获取超声发射探头的信号发射时刻、强度及所述超声接收探头的信号接收时刻、强度，根据所述发射时刻和接收时刻的差值、发射信号强度和接收信号强度的差值，得到所述待扫描部位各个体素的衰减值和时延值，所述成像电路根据所述衰减值和时延值成像。本系统建立了互补的衰减值系和时延值系，从而能够更加准确的获知待扫描部位每个体素的组织器官信息。
【IPC分类】A61B8-13
【公开号】CN104739453
【申请号】CN201310754595
【发明人】王瑞, 蔡咏德, 徐卫国, 张开良, 郭红, 董涛
【申请人】深圳市鹏瑞智能技术应用研究院, 深圳市鹏瑞智能有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日