專利名稱：脈沖掃描方法、血流圖像與b型圖像同時顯示方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用超聲系統(tǒng)中超聲成像領(lǐng)域，尤其涉及的是一種脈沖掃描方法及控制系統(tǒng)，利用該脈沖掃描方法及系統(tǒng)的血流圖像與B型圖像同時顯示的方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
醫(yī)用超聲成像設(shè)備利用超聲波在人體中的傳播，得到人體組織和器官結(jié)構(gòu)的超聲波特征信息。現(xiàn)有的超聲成像系統(tǒng)通常采用多陣元探頭，在這種系統(tǒng)中，高壓脈沖波加載在探頭各陣元上，激勵陣元產(chǎn)生高頻超聲波進(jìn)而形成發(fā)射波束進(jìn)入人體。探頭各陣元接收人體組織結(jié)構(gòu)散射或反射的回波，形成接收波束。超聲診斷系統(tǒng)提取超聲回波中的信息，形成各種成像模式顯示。發(fā)射及接收模塊將回波信號送至波束合成模塊處理，提高回波信號的信噪比， 再根據(jù)回波信號的性質(zhì)，將所述波束合成的輸出信號送往相應(yīng)信號處理模塊；與B型 (type-B)圖像相關(guān)的，送往二維B型信號處理模塊以得到二維B型圖像數(shù)據(jù)；與彩色血流相關(guān)的，送往彩色血流信號處理模塊以得到彩色血流圖像數(shù)據(jù)；最后，所述的B型圖像數(shù)據(jù)、彩色血流數(shù)據(jù)、多普勒頻譜數(shù)據(jù)經(jīng)顯示模塊組合，形成供顯示屏同步顯示的結(jié)果數(shù)據(jù)。彩色血流圖像(Color)模式是通過對目標(biāo)顯示方式計(jì)算得出血流中的血細(xì)胞的動態(tài)信息，根據(jù)血細(xì)胞的移動方向、速度、分散情況，調(diào)配紅、藍(lán)、綠三基色，變化其亮度，疊加在二維掃描圖像(B型模式)上?，F(xiàn)有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的掃描方式一般是交替發(fā)射一幀C(一幀Color模式掃描)和一幀B(—幀B型模式掃描)。如圖1所示，為現(xiàn)有的掃描方式示意圖，系統(tǒng)首先掃描一幀B， 然后掃描一幀C，再掃描一幀B，一幀C，如此周而復(fù)始。圖中B型掃描以符號、”表示，Color 掃描以符號“Φ”表示。Color掃描通過交叉掃描方式以提高掃描效率，從而提高幀率。一
幀B型的掃描從左到右依次掃描完圖像范圍內(nèi)每一根B型掃描線(B1、B2.......，一幀
Color的掃描包括多個Color掃描組，每個掃描組包括多條掃描線(C1、C2.......Cm),每幀
Color掃描會把整個掃描范圍分成若干個Color交叉掃描包11，每個交叉掃描包11有I*P 根Color掃描線。I為交叉掃描次數(shù)(InterNum)，由Color掃描的脈沖重復(fù)頻率和取樣深度(D)決定，P為Color信號的重復(fù)掃描次數(shù)(Packetsize)，由系統(tǒng)預(yù)先確定?，F(xiàn)有的掃描方式存在以下缺點(diǎn)1、現(xiàn)有的掃描方式幀率較低；2、該種掃描方式中，兩幀之間Color掃描線不連續(xù)，導(dǎo)致壁濾波的質(zhì)量受影響，從而影響圖像質(zhì)量。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種脈沖掃描方法、血流圖像與B型圖像同時顯示方法及其系統(tǒng)，旨在能夠縮短掃描所需時間，減小同一位置相鄰Color掃描線時間間隔。本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種脈沖掃描方法，其中，通過一個交叉掃描包完成全部彩色血流圖像的掃描，所述交叉掃描包中包含至少一個掃描組，每個掃描組以彩色血流圖像掃描的脈沖重復(fù)周期為單位掃描時間，在每個單位掃描時間內(nèi)，部分時間用于彩色血流圖像的掃描，部分時間用于 B型圖像的掃描。所述的脈沖掃描方法，其中，每個掃描組中包括一組完整的彩色血流圖像掃描線和至少一條B型掃描線，每個掃描組中的所有B型掃描線組成一幀完整的B型掃描線，每個掃描組中的一組彩色血流圖像掃描線組成一幀完整的彩色血流圖像掃描線。所述的脈沖掃描方法，其中，同一位置相鄰彩色血流圖像掃描線的時間間隔為一個脈沖重復(fù)周期。所述的脈沖掃描方法，其中，當(dāng)一幀B型圖像掃描完成，而一幀彩色血流圖像掃描還沒有結(jié)束時，采用任意一線B型掃描的空掃描代替B型掃描，直到一幀彩色血流圖像掃描完成。一種脈沖掃描系統(tǒng)，其中，包括用于產(chǎn)生B型掃描脈沖的B型掃描脈沖產(chǎn)生模塊；用于產(chǎn)生彩色血流圖像掃描脈沖的彩色血流圖像掃描脈沖產(chǎn)生模塊；用于控制發(fā)射脈沖的類型、形狀、時序以及參與發(fā)射的陣元的控制模塊，所述控制模塊分別連接B型掃描脈沖產(chǎn)生模塊和彩色血流圖像掃描脈沖產(chǎn)生模塊。一種血流圖像與B型圖像同時顯示的方法，其中，包括采用上述的脈沖掃描方法對圖像進(jìn)行掃描，產(chǎn)生掃描脈沖；發(fā)射掃描脈沖；接收掃描脈沖的超聲回波并轉(zhuǎn)換成電信號；對轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)行波束合成，并將B型圖像信號與彩色血流圖像信號分開；對B型圖像信號和彩色血流圖像信號分別進(jìn)行處理，得到B型圖像數(shù)據(jù)和彩色血流圖像數(shù)據(jù)；將B型圖像數(shù)據(jù)和彩色血流圖像數(shù)據(jù)組合，形成同步顯示的數(shù)據(jù)；同時顯示血流圖像與B型圖像。一種血流圖像與B型圖像同時顯示的系統(tǒng)，包括發(fā)射與接收模塊、超聲換能器、 波束合成模塊、B型信號處理模塊、彩色血流圖像信號處理模塊、顯示模塊，還包括上述的脈沖掃描系統(tǒng)，其中，所述脈沖掃描系統(tǒng)、發(fā)射與接收模塊、超聲換能器依次連接組成發(fā)射線路；所述超聲換能器、發(fā)射與接收模塊、波束合成模塊依次連接，所述B型信號處理模塊和彩色血流圖像信號處理模塊分別連接至波束合成模塊接收波束合成模塊發(fā)出的數(shù)據(jù)；所述 B型信號處理模塊和彩色血流圖像信號處理模塊的輸出端連接到顯示模塊。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過在超聲彩色血流成像時，基于多波束技術(shù)，采用連續(xù)血流掃描進(jìn)行成像，獲得更好的血流信息。以Color掃描的脈沖重復(fù)周期(1/CPRF)為一個時間單位的一個連續(xù)血流掃描組(CCgroup)中，部分時間用于Color的掃描，部分時間用于B型掃描，以節(jié)省掃描時間。一個連續(xù)血流掃描組內(nèi)的Color掃描包含所有取樣框內(nèi)的 C掃描線，同一位置相鄰Color掃描線時間間隔為1/CPRF，從而縮短了同一位置相鄰Color 掃描線時間間隔。


圖1是現(xiàn)有的超聲系統(tǒng)中連續(xù)血流圖像與B型圖像同時顯示的掃描方式示意圖；圖2是本發(fā)明的超聲連續(xù)血流圖像與B型圖像同時顯示的裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明所提供的脈沖掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本發(fā)明所提供的連續(xù)血流圖像與B型圖像同時顯示的方法的流程圖；圖5是本發(fā)明所提供的掃描示意圖；圖6是本發(fā)明中各掃描線之間具體掃描時間間隔的示意圖；圖7是本發(fā)明中超聲連續(xù)血流圖像與B型圖像同時顯示的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖2為本發(fā)明的超聲連續(xù)血流成像與B型成像同時顯示的裝置的框圖，脈沖掃描系統(tǒng)21預(yù)先設(shè)置好掃描模式并產(chǎn)生脈沖信號，所述脈沖信號通過發(fā)射與接收模塊23發(fā)送給超聲換能器M，該超聲換能器M將脈沖信號轉(zhuǎn)換成超聲波信號發(fā)送出去。當(dāng)超聲波信號接觸體內(nèi)組織后會產(chǎn)生回波，超聲換能器M將接收到的回波傳遞給發(fā)射與接收模塊23。 所述發(fā)射與接收模塊23接收到回波信號后，將回波信號送至波束合成模塊25處理，提高回波信號的信噪比，再根據(jù)回波信號的性質(zhì)，將所述波束合成模塊輸出的信號送往相應(yīng)信號處理模塊；與B型圖像相關(guān)的，送往B型信號處理模塊沈以得到二維B型圖像數(shù)據(jù)；與彩色血流圖像相關(guān)的，送往Color信號處理模塊27以得到彩色血流圖像數(shù)據(jù)；最后，所述的B 型圖像數(shù)據(jù)和彩色血流圖像數(shù)據(jù)經(jīng)顯示模塊觀組合，形成供顯示屏同步顯示的結(jié)果數(shù)據(jù)。參見圖3，為圖2中脈沖掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。脈沖掃描系統(tǒng)21包括B型掃描脈沖產(chǎn)生模塊210、Color掃描脈沖產(chǎn)生模塊211、控制模塊212。所述B型掃描脈沖產(chǎn)生模塊210用于產(chǎn)生B型掃描脈沖；所述Color掃描脈沖產(chǎn)生模塊211用于產(chǎn)生Color掃描脈沖，所述控制模塊212用于控制發(fā)射脈沖的類型(即控制是B型掃描脈沖產(chǎn)生模塊工作還是Color掃描脈沖產(chǎn)生模塊工作)、形狀、時序以及參與發(fā)射的陣元。所述控制模塊212分別連接B型掃描脈沖產(chǎn)生模塊210和Color掃描脈沖產(chǎn)生模塊211。參見圖4，是本發(fā)明所提供的連續(xù)血流圖像與B型圖像同時顯示的方法流程圖。所述方法包括以下步驟S100 將發(fā)射與接收模塊切換到發(fā)射狀態(tài)；S200 通過脈沖掃描系統(tǒng)設(shè)定掃描脈沖的掃描方式，產(chǎn)生掃描脈沖，(具體的掃描方式設(shè)定請參閱下文)；S300 發(fā)射掃描脈沖；S400 將發(fā)射與接收模塊切換到接收狀態(tài)；S500 超聲換能器各陣元接收掃描脈沖的超聲回波并轉(zhuǎn)換成電信號；
S600 對轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)行波束合成，并將B型信號與Color信號分開；S700 分別通過B型信號處理模塊和Color信號處理模塊對B型信號和Color信號進(jìn)行處理，得到B型圖像數(shù)據(jù)和彩色血流圖像數(shù)據(jù)；S800 將B型圖像數(shù)據(jù)和彩色血流圖像數(shù)據(jù)組合，形成同步顯示的數(shù)據(jù)，并同步顯示血流圖像和B型圖像。參見圖5，給出了本發(fā)明的連續(xù)血流圖像與B型圖像同時顯示的掃描方式示意圖。 脈沖掃描方法具體包括通過一個交叉掃描包完成全部彩色血流圖像的掃描。一個交叉掃描包中包含至少一個連續(xù)血流掃描組，所述連續(xù)血流掃描組以彩色血流圖像掃描的脈沖重復(fù)周期為單位掃描時間，在每個單位掃描時間內(nèi)，部分時間用于彩色血流圖像的掃描，部分時間用于B型圖像的掃描。其中，每個連續(xù)血流掃描組中包括一組完整的Color掃描線
(C1、C2.......Cm)和至少一條B型掃描線，各個交叉掃描包中的B型掃描線組成一幀完整 的B型掃描線(B1、B2.......Bn)，各個交叉掃描包中的一組Color掃描線組成一幀完整的
Color掃描線。在連續(xù)血流模式下，系統(tǒng)通過多接收波束的方式，能夠在減少發(fā)射線個數(shù)的前提下，獲得相當(dāng)大的掃描范圍和橫向分辨能力，因此，當(dāng)B型掃描的脈沖重復(fù)頻率較低時，可以通過一個交叉掃描包完成全部彩色血流圖像的掃描。系統(tǒng)以Color掃描的脈沖重復(fù)周期 t為一個掃描單位，首先完成所有Color的掃描，然后利用剩余的時間完成幾次B型圖像的掃描。定義t時間實(shí)現(xiàn)連續(xù)血流圖像和B型圖像的同時顯示。其中，Color掃描的脈沖重復(fù)頻率(CPRF)由用戶選擇的測速范圍S的最大值、聲音速度C及當(dāng)前發(fā)射頻率f決定，脈沖重復(fù)頻率的計(jì)算公式為CPRF = 4f*S/C所以脈沖重復(fù)周期t的計(jì)算公式為t = C/ (4f*S)假定Color取樣窗遠(yuǎn)端深度為D (參見圖7)，完成一次Color掃描至少需要的時間 Tl為Tl = (2*D/C)同理，假定B的最大深度為d(參見圖7)，完成一次B型掃描至少需要的時間T2 為T2 = (2*d/C)綜上，掃描以CCgroup為一組，首先進(jìn)行Color的掃描，當(dāng)Color掃描完成后，剩余時間進(jìn)行B型掃描，B型掃描線隨不同的CCgroup而變化。因此同一位置相鄰彩色血流圖像Color掃描線時間間隔為一個脈沖重復(fù)周期。在本實(shí)施例中，第一個CCgroup中B型掃描線為Bi、B2、B3 ；第二個CCgroup中B型掃描線為B4、B5、B6 ；依次直至最后一個掃描線 Bn掃描結(jié)束。每個CCgroup中B型掃描線的條數(shù)也是隨CPRF等參數(shù)變化而變化的。當(dāng)Color信號的重復(fù)掃描次數(shù)為N時，每個掃描組CCgroup內(nèi)可進(jìn)行B型掃描的個數(shù)M為M = floor[(t_N*Tl)/T2]其中，floor為向下取整函數(shù)，保證M的值為整數(shù)，如floor(3. 1) = 3 ； floor (4. 9) = 4。
參見圖6，給出了在圖5的掃描方式下的掃描關(guān)系的一種示例，Color與Color掃描間隔為CTx，Color與B的掃描間隔為CTx，B型與B型的掃描間隔為BTx，B型與Color的掃描間隔為BTx。其中CTx = Tl ；BTx = [(t_N*CTx)/Μ]。此外，系統(tǒng)的掃描時間間隔可以根據(jù)實(shí)際需要定義，系統(tǒng)完成一幀B型掃描后，如果一幀Color掃描還沒有結(jié)束，可以用任意一線B型的空掃描(例如最后一線B型的空掃描，即B型η的掃描)代替B型的掃描，直到一幀C掃描完成，用以保證Color掃描間隔不變。圖7是本發(fā)明的超聲連續(xù)血流圖像與B型圖像同時顯示的示意圖，圖中大的扇形區(qū)為B型圖像顯示區(qū)71，在B型圖像的中間位置有一部分陰影區(qū)域?yàn)椴噬鲌D像顯示區(qū) 72，在實(shí)際的顯示圖像中，B型圖像顯示區(qū)顯示人體被測組織的二維灰度圖像，彩色血流圖像顯示區(qū)顯示經(jīng)過彩色編碼形成的血流圖像。這樣，本發(fā)明通過如上的掃描方式控制，對接收的回波分別進(jìn)行B型信號和Color 信號處理，實(shí)現(xiàn)了在連續(xù)血流成像下，Color與B型圖像同時顯示的方法。本實(shí)施例還給出另一種掃描控制方式，例如對每個掃描間隔時間適當(dāng)加大以補(bǔ)償系統(tǒng)在發(fā)射與接收間切換等因素的影響，可以先進(jìn)行B型圖像的掃描，然后進(jìn)行Color圖像的掃描。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種脈沖掃描方法，其特征在于，通過一個交叉掃描包完成全部彩色血流圖像的掃描，所述交叉掃描包中包含至少一個掃描組，每個掃描組以彩色血流圖像掃描的脈沖重復(fù)周期為單位掃描時間，在每個單位掃描時間內(nèi)，部分時間用于彩色血流圖像的掃描，部分時間用于B型圖像的掃描。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖掃描方法，其特征在于，每個掃描組中包括一組完整的彩色血流圖像掃描線和至少一條B型掃描線，每個掃描組中的所有B型掃描線組成一幀完整的B型掃描線，每個掃描組中的一組彩色血流圖像掃描線組成一幀完整的彩色血流圖像掃描線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖掃描方法，其特征在于，同一位置相鄰彩色血流圖像掃描線的時間間隔為一個脈沖重復(fù)周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖掃描方法，其特征在于，當(dāng)一幀B型圖像掃描完成，而一幀彩色血流圖像掃描還沒有結(jié)束時，采用任意一線B型掃描的空掃描代替B型掃描，直到一幀彩色血流圖像掃描完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖掃描方法，其特征在于，脈沖重復(fù)周期的計(jì)算公式為t = C/ (4f*S)其中，t為脈沖重復(fù)周期，C為聲音速度，f為當(dāng)前發(fā)射頻率，S為用戶選擇的測速范圍的最大值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈沖掃描方法，其特征在于，完成一次彩色血流圖像掃描至少需要的時間Tl為Tl = (2*D/C)其中，D為彩色血流圖像取樣窗遠(yuǎn)端深度，C為聲音速度；完成一次B型掃描至少需要的時間T2為T2 = (2*d/C)其中，d為B型圖像的最大深度，C為聲音速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈沖掃描方法，其特征在于，每個掃描組中B型掃描線條數(shù)M 的計(jì)算公式M = floor[(t-N*Tl)/T2]其中，M為B型掃描線條數(shù)，t為脈沖重復(fù)周期，N為一個掃描組中彩色血流圖像掃描線的重復(fù)掃描次數(shù)，Tl為完成一次彩色血流圖像掃描至少需要的時間，T2為完成一次B型掃描至少需要的時間，floor為向下取整函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的脈沖掃描方法，其特征在于，彩色血流圖像與彩色血流圖像掃描的時間間隔為CTx，彩色血流圖像與B型掃描的時間間隔為CTx，B型掃描與B型掃描的掃描間隔為BTx，B型掃描與彩色血流圖像掃描的時間間隔為BTx，其中CTx = Tl ；BTx = [ (t-N*CTx)/Μ]。
9.一種脈沖掃描系統(tǒng)，其特征在于，包括用于產(chǎn)生B型掃描脈沖的B型掃描脈沖產(chǎn)生模塊；用于產(chǎn)生彩色血流圖像掃描脈沖的彩色血流圖像掃描脈沖產(chǎn)生模塊；用于控制發(fā)射脈沖的類型、形狀、時序以及參與發(fā)射的陣元的控制模塊，所述控制模塊分別連接B型掃描脈沖產(chǎn)生模塊和彩色血流圖像掃描脈沖產(chǎn)生模塊。
10.一種血流圖像與B型圖像同時顯示的方法，其特征在于，包括采用權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的脈沖掃描方法對圖像進(jìn)行掃描，產(chǎn)生掃描脈沖；發(fā)射掃描脈沖； 接收掃描脈沖的超聲回波并轉(zhuǎn)換成電信號；對轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)行波束合成，并將B型圖像信號與彩色血流圖像信號分開；對B型圖像信號和彩色血流圖像信號分別進(jìn)行處理，得到B型圖像數(shù)據(jù)和彩色血流圖像數(shù)據(jù)；將B型圖像數(shù)據(jù)和彩色血流圖像數(shù)據(jù)組合，形成同步顯示的數(shù)據(jù)；同時顯示血流圖像與B型圖像。
11.一種血流圖像與B型圖像同時顯示的系統(tǒng)，包括發(fā)射與接收模塊、超聲換能器、波束合成模塊、B型信號處理模塊、彩色血流圖像信號處理模塊、顯示模塊，其特征在于，還包括權(quán)利要求9所述的脈沖掃描系統(tǒng)，其中，所述脈沖掃描系統(tǒng)、發(fā)射與接收模塊、超聲換能器依次連接組成發(fā)射線路；所述超聲換能器、發(fā)射與接收模塊、波束合成模塊依次連接，所述B型信號處理模塊和彩色血流圖像信號處理模塊分別連接至波束合成模塊接收波束合成模塊發(fā)出的數(shù)據(jù)；所述B型信號處理模塊和彩色血流圖像信號處理模塊的輸出端連接到顯示模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脈沖掃描方法、血流圖像與B型圖像同時顯示方法及其系統(tǒng)，所述脈沖掃描方法是通過一個交叉掃描包完成全部彩色血流圖像的掃描，所述交叉掃描包中包含至少一個掃描組，每個掃描組以彩色血流圖像掃描的脈沖重復(fù)周期為單位掃描時間，在每個單位掃描時間內(nèi)，部分時間用于彩色血流圖像的掃描，部分時間用于B型圖像的掃描。所述脈沖掃描系統(tǒng)，包括產(chǎn)生B型掃描脈沖的B型掃描脈沖產(chǎn)生模塊；產(chǎn)生彩色血流圖像掃描脈沖的彩色血流圖像掃描脈沖產(chǎn)生模塊；控制發(fā)射脈沖的類型、形狀、時序以及參與發(fā)射的陣元的控制模塊，以及利用上述方法及系統(tǒng)的血流圖像與B型圖像同時顯示的方法及系統(tǒng)。采用本發(fā)明可節(jié)省系統(tǒng)的掃描時間，有利于圖像合成。
文檔編號A61B8/06GK102342848SQ20101024559
公開日2012年2月8日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者李雷, 董永強(qiáng) 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司