彈性圖像成像方法、裝置及超聲成像設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及一種醫(yī)療設(shè)備，具體涉及一種彈性圖像成像方法及其裝置和一種超聲 成像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 醫(yī)用超聲彈性成像主要指以顯示組織彈性差異為目的的一系列成像和信號(hào)處理 技術(shù)。目前已有的幾大分類包括壓力彈性成像、聲福射力彈性成像（AcousticRadiation ForceImaging,ARFI)、剪切波彈性成像（ShearWaveElastography，SWE)等。其中壓力彈 性成像發(fā)展的時(shí)間最長，技術(shù)也最為成熟。壓力彈性成像作為癌癥檢測(cè)，尤其是乳腺癌良性 惡性判別中，對(duì)B模式聲像圖檢測(cè)的重要輔助手段，快速應(yīng)用于臨床。
[0003] 壓力彈性成像主要是通過手持超聲探頭對(duì)目標(biāo)組織施加壓力（pressure)，獲取目 標(biāo)組織被壓縮前后兩幀超聲回波信息，再通過特定的算法計(jì)算出壓縮前后對(duì)應(yīng)位置發(fā)生的 位移（displacement)，即為目標(biāo)組織在兩個(gè)不同時(shí)刻空間位置變化信息，通過對(duì)位移求軸 向（axial)梯度，進(jìn)而得到目標(biāo)組織區(qū)域各點(diǎn)的應(yīng)變值（strain)，根據(jù)目標(biāo)組織區(qū)域各點(diǎn) 的應(yīng)變值以圖像形式表現(xiàn)出來，即彈性圖像。彈性圖像可直觀反映不同組織間的軟硬差別 或彈性差別，在相同外力壓縮下，應(yīng)變?cè)酱?，表示組織越軟，應(yīng)變?cè)叫。瑒t表示組織越硬。
[0004] 目前，在生成彈性圖像時(shí)，采用的是壓縮前后的兩幀圖像，這里所稱的"壓縮前后" 指的是所采集的RF(RadioFrequency,射頻)數(shù)據(jù)中前后兩幀數(shù)據(jù)，前一幀代表壓縮前(記 做U幀)，后一幀代表壓縮后(記做C幀)。一般情況下，U幀與C幀為彼此相鄰的兩幀時(shí)，它們 之間的相對(duì)位移最??；間隔1幀時(shí)，相對(duì)位移會(huì)增大；間隔2幀時(shí)，相對(duì)位移會(huì)進(jìn)一步增大； 當(dāng)間隔幀數(shù)進(jìn)一步增大時(shí)，由于所采集的RF數(shù)據(jù)與用戶手持探頭所做的周期性施壓動(dòng)作 相關(guān)，因此相對(duì)位移不會(huì)無限增大，理論上可能產(chǎn)生的最大的相對(duì)位移等于用戶施壓動(dòng)作 的振幅。而另一方面，U幀與C幀之間所間隔幀數(shù)越多，它們之間的相關(guān)性越差，QF(Quality Factor,質(zhì)量因子）越低。
[0005] 對(duì)于一幀優(yōu)質(zhì)的彈性圖像，一般來說U幀與C幀之間的相對(duì)位移(進(jìn)一步引申為相 對(duì)應(yīng)變）既不能太小、也不能太大，需要在一個(gè)"理想值"附近；另一方面，QF值需要盡可能 地高。誠然，通過改變U幀與C幀之間的固定間隔幀數(shù)，可以從整體上改變相對(duì)位移計(jì)算結(jié) 果大小，但通常情況下難以兼顧QF值；此外，即使間隔幀數(shù)固定，U幀與C幀的相對(duì)位移大 小也會(huì)與用戶手法有關(guān)，例如，當(dāng)用戶以較低頻率施壓時(shí)，相對(duì)位移會(huì)較小，而當(dāng)用戶以較 高頻率施壓時(shí)，相對(duì)位移會(huì)較大。
[0006] 鑒于此，有必要對(duì)目前的彈性圖像生成方法進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N彈性圖像成像方法及其裝置和一種超聲成像設(shè)備，盡可能使得得 到的相對(duì)應(yīng)變接近理想值，同時(shí)盡可能降低用戶手法的影響。
[0008] 根據(jù)本申請(qǐng)的第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N彈性圖像成像方法，包括：
[0009] 從目標(biāo)組織被壓縮過程中形成的圖像數(shù)據(jù)中獲取M幀圖像數(shù)據(jù)，其中，M為大于2 的整數(shù)；
[0010] 從M幀圖像中篩選出N幀圖像作為參考幀，并從參考幀圖像中確定出壓縮前圖像 和壓縮后圖像，其中，N為大于或等于2、且小于或等于M的整數(shù)；
[0011] 基于壓縮前圖像數(shù)據(jù)和壓縮后圖像數(shù)據(jù)計(jì)算用于生成彈性圖像的應(yīng)變值。
[0012] 根據(jù)本申請(qǐng)的第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N彈性圖像成像裝置，包括：
[0013] 多幀獲取模塊，用于從目標(biāo)組織被壓縮過程中形成的圖像數(shù)據(jù)中獲取M幀圖像數(shù) 據(jù)，其中，M為大于2的整數(shù)；
[0014] 參考幀確定模塊，用于從M幀圖像中篩選出N幀圖像作為參考幀，并從參考幀圖像 中確定出壓縮前圖像和壓縮后圖像，其中，N為大于或等于2、且小于或等于M的整數(shù)；
[0015] 計(jì)算模塊，用于基于壓縮前圖像數(shù)據(jù)和壓縮后圖像數(shù)據(jù)計(jì)算用于生成彈性圖像的 應(yīng)變值。
[0016] 根據(jù)本申請(qǐng)的第三方面,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N超聲成像設(shè)備，包括：
[0017] 探頭，用于向掃查目標(biāo)發(fā)射超聲波并接收超聲回波；
[0018] 信號(hào)處理器，用于對(duì)超聲回波進(jìn)行處理，生成超聲圖像數(shù)據(jù)；
[0019] 圖像處理器，用于對(duì)超聲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中，圖像處理器包括上述的彈性圖 像成像裝置。
[0020] 本申請(qǐng)實(shí)施例采用動(dòng)態(tài)綜合處理多幀目標(biāo)組織圖像數(shù)據(jù)，使得得到的目標(biāo)組織區(qū) 域的相對(duì)應(yīng)變盡可能接近理想值，提高彈性數(shù)據(jù)質(zhì)量；同時(shí)動(dòng)態(tài)綜合處理過程也能在一定 程度上降低用戶手法的影響。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例超聲成像設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；
[0022] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例彈性應(yīng)變檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的彈性圖像成像方法流程圖；
[0024]圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例一中參考幀確定模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例一計(jì)算應(yīng)變值的流程圖；本申請(qǐng)實(shí)施例N=3時(shí)計(jì)算模塊的一 種結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例二中計(jì)算模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例二中N=2時(shí)復(fù)合計(jì)算流程圖；
[0028] 圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例二中復(fù)合計(jì)算示意圖；
[0029]圖9為本申請(qǐng)實(shí)施例三中計(jì)算模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖10為本申請(qǐng)實(shí)施例三中N=3時(shí)應(yīng)變量計(jì)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 首先對(duì)本申請(qǐng)中用到的術(shù)語進(jìn)行一下說明：
[0032] 壓縮前圖像幀/數(shù)據(jù)，本申請(qǐng)最終目的是得到目標(biāo)組織的彈性圖像，而彈性是一 個(gè)相對(duì)概念，因此，在本申請(qǐng)文件中，"壓縮"亦為相對(duì)概念。對(duì)于選定的兩幀目標(biāo)組織圖像， 其中，任意一幀都可以作為壓縮前圖像幀/數(shù)據(jù)，則對(duì)應(yīng)的另一幀即為壓縮后圖像幀/數(shù) 據(jù)。
[0033]下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0034] 醫(yī)用彈性成像主要指以顯示組織彈性差異為目的的一系列成像和信號(hào)處理技術(shù)。 以醫(yī)用超聲成像技術(shù)為例，請(qǐng)參考圖1，圖1所示為超聲成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)，包括探頭1、信號(hào) 處理器2、圖像處理器3和顯示器4。其中：
[0035] 探頭1用于向掃查目標(biāo)發(fā)射超聲波并接收超聲回波。超聲波發(fā)生電路11產(chǎn)生波 形數(shù)據(jù)，通過發(fā)射通道12接通探頭1的陣元，向被探測(cè)組織發(fā)射超聲波，超聲波經(jīng)組織反射 和吸收后形成超聲回波，探頭1接收超聲回波，通過接收通道13輸出至信號(hào)處理器2。
[0036] 信號(hào)處理器2用于對(duì)超聲回波進(jìn)行處理，生成超聲圖像數(shù)據(jù)。信號(hào)處理器2首先將 接收通道13接收到的超聲回波通過波束合成環(huán)節(jié)得到射頻（radiofrequency,RF)信號(hào)； 再經(jīng)過正交解調(diào)后得到正交解調(diào)的基帶信號(hào)。在處理過程中，還可以在波束合成后，對(duì)射頻 信號(hào)進(jìn)行升采樣，增加RF信號(hào)的采樣率，然后在正交解調(diào)后再經(jīng)過降采樣。通過升采樣可 以增加位移檢測(cè)精度，升采樣率由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定。處理后的超聲圖像數(shù)據(jù)輸出到圖像處理 器。
[0037] 圖像處理器3用于對(duì)超聲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并生成彈性圖像。圖像處理器3包 括彈性圖像成像裝置，彈性圖像成像裝置對(duì)信號(hào)處理器2輸出的超聲圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得 到各節(jié)點(diǎn)的位移結(jié)果，并基于各節(jié)點(diǎn)的位移結(jié)果計(jì)算應(yīng)變值，進(jìn)一步根據(jù)應(yīng)變值生成彈性 圖像。顯示器4用于顯示圖像處理器3生成的彈性圖像以及其它圖像。
[0038]彈性圖像成像裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括多幀獲取模塊31、參考幀確定模塊32 和計(jì)算模塊34。多幀獲取模塊31用于從目標(biāo)組織被壓縮過