一種瞬時彈性成像快速時移估計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種瞬時彈性成像快速時移估計方法，該方法包括以下步驟：接收不同時刻的N個超聲回波信號s1，…，sN；根據(jù)預(yù)先設(shè)定的窗長和重疊率，將所述N個超聲回波信號s1，…，sN分為若干個信號片段，所述N個超聲回波信號s1，…，sN上相同深度的信號片段分別表示為s1k，…，sNk，計算所述信號片段s2k相對所述超聲回波信號信號s1的時移d2k，并以所述時移d2k作為先驗值計算所述信號片段s3k相對所述超聲回波信號s1的時移d3k，以此類推，直到以d(n-1)k作為先驗值計算所述信號片段snk和所述超聲回波信號s1的時移dnk。本發(fā)明可以有效地縮小時移估計的范圍，提高計算速度。
【專利說明】一種瞬時彈性成像快速時移估計方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及快速時移估計方法，尤其涉及一種瞬時彈性成像的快速時移估計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瞬時彈性成像是一種實用的間接測量組織彈性的方法，該方法的原理是根據(jù)剪切波在組織里面的傳播速度與組織剪切模量的理論關(guān)系，利用測得的剪切波的傳播速度來計算組織的彈性系數(shù)。其通常的做法是采用外振動器在組織表面產(chǎn)生50-200HZ的低頻脈沖振動，低頻振動在組織中會產(chǎn)生剪切波，在軟組織里面剪切波的傳播速度只有幾到幾十米每秒，而在組織成像里面通常所用的超聲信號是一種壓縮波，其波速約為1540米每秒。因此可以用超聲波跟蹤低頻振動產(chǎn)生的剪切波在組織中的傳播過程。通過對超聲M模式信號的分析，來確定低頻振動產(chǎn)生的剪切波在組織中的傳播速度，從而計算組織的彈性系數(shù)。
[0003]在上述瞬時彈性成像方法中，需要從剪切波引起的組織應(yīng)變圖上得到剪切波的傳播速度，因此分析不同時刻的超聲回波信號，來確定剪切波傳播造成的組織偏移是瞬時彈性成像信號處理過程中的關(guān)鍵步驟之一。對于每次低頻脈沖振動，發(fā)射接收N次超聲波，根據(jù)這N次超聲回波信號進(jìn)行位移/應(yīng)變估計的步驟為:1)確定一定的窗長度和重疊率；2)按照確定的窗長和重疊率，確定每一對對應(yīng)射頻信號片段的時移，即相對位移；3)利用得到的位移計算組織的應(yīng)變分布。
[0004]在第二步中，確定對應(yīng)射頻信號片段的時移時，通常是以第一根射頻信號為基準(zhǔn)，即確定射頻信號片段與第一根射頻信號上的對應(yīng)信號片段間的時移。有兩種實現(xiàn)方式，一種是直接確定射頻信號片段與第一根射頻信號上的對應(yīng)信號片段間的時移；另一種是先確定相鄰兩根射頻信號對應(yīng)信號片段的時移，再通過累加得到相對于第一根射頻信號對應(yīng)信號片段的時移。由于組織的位移是連續(xù)的，所以第二種方式搜索時移的范圍比較小，計算量小，但是由于受信號采樣頻率的限制，會造成誤差累積，影響精度。雖然可以通過插值來解決這一問題，但是通過插值來提`高采樣頻率會增加計算量。而第一種方式?jīng)]有誤差累積問題，但是時移的搜索范圍較第二種方式大，計算量也隨之增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，針對上述直接計算射頻信號片段相對于第一根射頻信號的對應(yīng)信號片段的時移計算量大的問題，提供一種用于瞬時彈性成像快速時移估計方法，利用組織運動連續(xù)性，縮小搜索范圍，降低計算量，避免誤差累積問題或插值帶來的計算量增大問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種瞬時彈性成像快速時移估計方法，該方法包括以下步驟:
[0007]接收不同時刻的N個超聲回波信號S1,…，sN ;根據(jù)預(yù)先設(shè)定的窗長和重疊率，將所述N個超聲回波信號S1,..., Sn分為若干個信號片段,所述N個超聲回波信號S1,…，Sn上相同深度的信號片段分別表示為Slk，…，sNk，所述Snk=Sn(k:Ml+k_l)，其中信號片段Snk為超聲回波信號sn的第k至第Ml+k-Ι個采樣點，n=l,…，N, Ml為窗長；計算所述信號片段S2k相對所述超聲回波信號S1的時移d2k，并以所述時移d2k作為先驗值計算所述信號片段S3k相對所述超聲回波信號S1的時移d3k，以此類推，直到以d(n_1)k作為先驗值計算所述信號片段Snk和所述超聲回波信號S1的時移dnk，其中n=2，…，N。
[0008]進(jìn)一步地，所述計算所述信號片段S2k相對所述超聲回波信號S1的時移d2k步驟包括:
[0009]分別計算所述信號片段S2k與所述超聲回波信號S1 (k+i:M+k+1-l)的絕對差和(Sum ofAbsolute Differences,簡稱 SAD)值 sad(i), i=~L,…，L，其中 L 是一個正整數(shù)，為時移估計的搜索范圍，即
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種瞬時彈性成像快速時移估計方法，其特征在于，包括以下步驟: 接收不同時刻的N個超聲回波信號S1,…，Sn; 根據(jù)預(yù)先設(shè)定的窗長和重疊率，將所述N個超聲回波信號S1,…，Sn分為若干個信號片段，所述N個超聲回波信號S1,…，Sn上相同深度的信號片段分別表不為Slk,…，sNk,所述snk=sn(k:Ml+k_l)，其中/[目號片段Snk為超聲回波/[目號/[目號Sn的第k至第Ml+k-Ι個米樣點，n=l,...,N, Ml 為窗長； 計算所述信號片段S2k相對所述超聲回波信號S1的時移d2k，并以所述時移d2k作為先驗值計算所述信號片段S3k相對所述超聲回波信號S1的時移dsk，以此類推，直到以d(n_1)k作為先驗值計算所述信號片段Snk和所述超聲回波信號S1的時移dnk，其中n=2，…，N。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述計算所述信號片段S2k相對所述超聲回波信號S1的時移d2k步驟包括: 分別計算所述信號片段s2k與所述超聲回波信號S1 (k+i:M+k+1-l)的絕對差和SAD值sad(i), i=-L,…，L，其中L是一個正整數(shù)，為時移估計的搜索范圍，SP
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述以d(n_1)k作為先驗值計算所述信號片段Snk和所述超聲回波信號S1的時移dnk步驟包括:
分另計算 Snk 與 S1 (k+i:M+k+1-l)的 SAD 值 sad(i), i=d(n_1)k-L,…，d(n_1)k+L,即
【文檔編號】A61B8/08GK103549978SQ201310553321
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】孟曉輝, 理華, 肖靈 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所