一种双换能器补偿成像方法、超声成像系统技术方案

本发明专利技术涉及超声成像技术领域，公开了一种双换能器补偿成像方法、超声成像系统。本发明专利技术主要技术方案是：利用背对设置的第一换能器以及第二换能器发射超声波，对应地获得目标空间的第一图像以及第二图像；对所述第一图像进行失真特性分析，判断是否存在失真情况；界定所述第一图像的失真区域，用所述第二图像对应区域的数据，替换所述失真区域的数据；最后获得所述目标空间的、无失真的第三图像。实施本发明专利技术的有益效果主要有：第一换能器和第二换能器背对设置、同时成像，在避免相互信号干扰的同时，在有失真情况下可以补偿失真，在没有失真情况下可以提高帧频。

A dual transducer compensation imaging method and ultrasonic imaging system

The invention relates to the field of ultrasonic imaging technology, and discloses a dual transducer compensation imaging method and an ultrasonic imaging system. The main technical scheme of the invention is that the first image and the second image of the target space are obtained by using the first transducer and the second transducer on the back to obtain the first image and the second image of the target space, and the distortion characteristic analysis of the first image is made to judge whether there is a distortion situation, and the distortion area of the first image is defined for use. The data of the second image corresponding area replace the data of the distortion area; finally, the third image without distortion is obtained. The beneficial effects of the implementation of the invention are as follows: the first transducer and the second transducer are able to compensate for the distortion in the case of distortion and increase the frame rate without distortion, while avoiding mutual signal interference.

【技术实现步骤摘要】
一种双换能器补偿成像方法、超声成像系统
本专利技术涉及超声成像
，特别涉及一种双换能器补偿成像方法、超声成像系统说。
技术介绍
医学超声成像技术以其无创、无辐射、实时性好、对软组织鉴别力较高、仪器使用方便、价格低廉等特点，成为现代医学成像中不可替代的诊断技术，目前已成为临床多种疾病诊断的首选方法。血管内超声(Intravascularultrasound,IVUS)成像技术为医学超声成像中专门应用于心血管疾病检测的一种特殊成像技术。对于评估动脉粥样斑块形态、动脉粥样硬化药物治疗和非药物性干预进程以及动脉粥样硬化易损程度的有重要的应用。IVUS技术现如今已可对冠状动脉甚至更细小血管进行血管内成像，在不影响临床经皮冠状动脉成形术手术过程与疗效的前提下，可定性、定量地提供动脉壁微结构灰度图像，对于冠状动脉粥样硬化与狭窄等心血管疾病的诊断与治疗具有重要意义。该技术利用安装在导管顶端的微型超声探头插入到人体血管内疑似病变的位置进行二维组织成像。它不仅可以实时显示血管内壁的形态，而且还可以通过组织平面分析和三维重建对病变大小进行测量，为深入了解血管病变的形态和功能提供了新的视野，同时也为临床诊断和治疗提供更加准确可靠的信息。IVUS技术除了可显示管腔形态和血管壁信息之外，还可以初步确定粥样硬化斑块的组织形态学特征；同时，通过准确的定量分析，测量血管直径、横截面积和狭窄程度，可识别血管造影不能发现的早期动脉粥样硬化病变，尤其对血管造影显示的临界病变，IVUS可对其进行精确的定量分析，确定其狭窄程度及病变类型，以协助临床治疗方案的选择。IVUS在指导冠状动脉介入式治疗方面也具有非常重要的应用价值。因为该技术可以准确的反应血管内部形貌、病变的性质以及严重程度等情况，从而为选择正确的治疗策略提供依据，例如选择尺寸合适的支架等。同时IVUS可用于术后支架治疗效果的评价，例如支架扩张是否充分、是否完全贴壁、是否均匀的展开并完全覆盖病变等，有利于及时发现和纠正支架植入后存在的某些问题，以达到最佳的介入治疗效果。传统血管内超声成像一般使用单阵元换能器或者环形换能器。单阵元换能器可以做到比较高频，一般是40MHz左右，但是在血管内旋转扫描时，如果导管有弯曲部分，容易产生摩擦卡线问题，这时图像就会出现不均匀性旋转失真的情况，并且每次旋转只能够采集一幅图像，成像帧频较低。环形换能器的成像帧频比较高，但由于换能器的成像频率与波长之间成负相关关系，而波长与换能器震动晶体的厚度成正相关关系，所以当成像频率越高时，换能器的晶片厚度就会越小，阵元的间距也必须越小，所以目前生产环形阵列换能器受到工艺极限的限制，都只能生产频率较低的环形换能器，大概20MHz左右。相对低频的换能器成像系统分辨率较低，不能实现对血管壁的微小组织病变和前期粥样硬化斑块高精度的检测。综上，现有技术中，血管内超声成像技术目前存在的缺陷主要有：1、成像帧频较低；2、换能器在血管内旋转扫描时，若发生卡线或者部件间的较大摩擦时，会导致转速不均匀，图像会出现不均匀性旋转失真的情况。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种成像帧频较高、图像具有较高保真度的方法和设备。为了解决上述技术问题，本专利技术首先披露了一种双换能器补偿成像方法，其技术方案是这样实施的：一种双换能器补偿成像方法，包括步骤S1：利用背对设置的第一换能器以及第二换能器发射超声波，对应地获得目标空间的第一图像以及第二图像。优选地，还包括以下步骤：S2：对所述第一图像进行失真特性分析，判断是否存在失真情况；若存在，则执行步骤S3；若不存在，则执行步骤S4；S3：界定所述第一图像的失真区域，用所述第二图像对应区域的数据，替换所述失真区域的数据，然后执行步骤S4；S4：获得所述目标空间的、无失真的第三图像。优选地，步骤S1中，所述第一换能器以及所述第二换能器的工作频率差值的绝对值在20MHz之内。优选地，所述第一图像以及所述第二图像，具有不同的成像深度或分辨率。优选地，步骤S1中，所述第一换能器以及所述第二换能器采用相同的工作频率。优选地，步骤S2中，失真特性分析包括以下步骤：S2.1：将第一图像细分为多条发散式的第一线段；S2.2：分析第一图像中所有所述第一线段的相似度；S2.3：若所述相似度超过设定阈值，则判定存在失真情况，反之则不存在失真情况。优选地，步骤S2还包括该步骤：对所述多条第一线段进行编号；将所述第二图像对应地细分为多条发散式的第二线段，并进行对应的编号；步骤S3的具体操作为：将相似度超过设定阈值的所述第一线段所在的区域，界定为所述失真区域，并获知失真区域内所述第一线段的编号，将对应编号的所述第二线段的线数据，替代第一图像中所述失真区域内的、第一线段的线数据。优选地，所述成像方法还包括步骤S5：对所述第三图像的数据，进行滤波、正交变换以及包络提取的处理，最后重建出第四图像，以供研究目标空间的形态。优选地，所述第一换能器和所述第二换能器采用单阵元换能器或者多阵元换能器，它们的工作频率为10MHz～120MHz。优选地，所述第一换能器以及所述第二换能器共用同一背衬层。本专利技术其次还披露了一种超声成像系统，包括超声探头及图像采集模块；所述超声探头包括驱动装置，以及所述第一换能器、第二换能器，所述驱动装置用于驱动所述第一换能器以及所述第二换能器旋转；所述图像采集模块用于生成所述第一图像和所述第二图像。优选地，所述图像采集模块用于交替地、连续地获取所述第一图像和所述第二图像。优选地，所述超声成像系统还包括图像分割模块、图像分析模块以及图像校准模块；所述图像分割模块用于将所述第一图像和第二图像对应地细分为所述第一线段和第二线段；所述图像分析模块用于判定所述第一图像是否存在失真情况，以及界定所述失真区域；所述图像校准模块用于对所述第一图像以及第二图像进行配准，将对应编号的所述第二线段的线数据，替代第一图像中所述失真区域内的、第一线段的线数据。实施本专利技术的有益效果主要有：1、第一换能器和第二换能器背对设置、同时成像，在避免相互信号干扰的同时，在有失真的情况下可以补偿失真，在没有失真情况下可以提高帧频。2、第一换能器和第二换能器在旋转时，经过目标空间的同一部位的时刻不同，第一图像的失真区域，可以利用第二图像对应区域的有效数据进行替代，确保最后得到的超声图像(即第四图像)的保真性；3、以线段的形式，对第一图像以及第二图像进行分割和校准，使得算法相对简单、数据处理量相对较小，保证了较高的图像处理速率。附图说明为更好地理解本专利技术的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行说明的附图。这些附图将对部分实施例或现有技术涉及的产品或方法进行简要的展示。这些附图的基本信息如下：图1为一个实施例中，血管内超声成像装置主要部件的结构示意图；图2为一个实施例中，第一换能器和第二换能器位于血管内时的结构示意图；图3为一个实施例中，第一换能器和第二换能器发射出超声波束时的示意图；图4为一个实施例中，第一换能器和第二换能器采用同时宽频激励时的激励信号示意图；图5为一个实施例中，第一换能器和第二换能器采用同时双频激励时，第一换能器激励信号的示意图；图6为图5的实施例中，第一换能器和第二换能器采用同时双频激励时，第二换能器激励信号的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双换能器补偿成像方法，其特征在于：包括步骤S1：利用背对设置的第一换能器以及第二换能器发射超声波，对应地获得目标空间的第一图像以及第二图像。

【技术特征摘要】
1.一种双换能器补偿成像方法，其特征在于：包括步骤S1：利用背对设置的第一换能器以及第二换能器发射超声波，对应地获得目标空间的第一图像以及第二图像。2.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于：还包括以下步骤：S2：对所述第一图像进行失真特性分析，判断是否存在失真情况；若存在，则执行步骤S3；若不存在，则执行步骤S4；S3：界定所述第一图像的失真区域，用所述第二图像对应区域的数据，替换所述失真区域的数据，然后执行步骤S4；S4：获得所述目标空间的、无失真的第三图像。3.根据权利要求2所述的成像方法，其特征在于：步骤S1中，所述第一换能器以及所述第二换能器的工作频率差值的绝对值在20MHz之内。4.根据权利要求2所述的成像方法，其特征在于：所述第一图像以及所述第二图像，具有不同的成像深度或分辨率。5.根据权利要求2所述的成像方法，其特征在于：步骤S1中，所述第一换能器以及所述第二换能器采用相同的工作频率。6.根据权利要求3或5所述的成像方法，其特征在于：步骤S2中，失真特性分析包括以下步骤：S2.1：将第一图像细分为多条发散式的第一线段；S2.2：分析第一图像中所有所述第一线段的相似度；S2.3：若所述相似度超过设定阈值，则判定存在失真情况，反之则不存在失真情况。7.根据权利要求6所述的成像方法，其特征在于：步骤S2还包括该步骤：对所述多条第一线段进行编号；将所述第二图像对应地细分为多条发散式的第二线段，并进行对应的编号；步骤S3的具体操作为：将相似度超过设定阈值的所述第一线段所在的区域，界...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱维宝，洪杰韩，苏敏，郑海荣，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：广东,44