消除彩色血流图像中速度异常点的方法技术

一种消除彩色血流图像中速度异常点的方法，用于超声血流成像系统，包括步骤：设置血流速度异常点消除处理模块；接收分别对应血流能量和血流速度的信号；对所述信号作预处理来产生速度符号位实时信号；将该符号位信息按预定格式存储到存储器中；从所述存储器中按预定寻址方式读取多个符号位数据，进行加权平均处理；并根据该处理结果来确定该点血流速度的方向。所述读取存储器包括：在同一帧中读取预定形状和大小范围内的所有点，及在相邻若干连续帧中读取与待确定点空间坐标一致的点。采用本发明专利技术方法，可以最大程度地消除彩色血流速度图像中的反向速度点，从而提高血流方向检测的准确性和可靠性，提升彩色血流成像设备的临床诊断价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗超声影像设备，特别涉及超声彩色血流成像设备，尤其涉及彩色血流成像处理中消除速度异常点的方法。
技术介绍
彩色血流成像技术运用在彩色超声影像系统中，可以利用多普勒效应来测量人体内血流或者组织的运动状态和运动参数，包括血流的运动方向、运动速度，以及运动血流的能量和运动的紊乱程度。医生临床诊断时一般习惯在血流速度图像上以红色标示朝向探头方向运动的血流，以蓝色标示离开探头方向运动的血流。实际上往往因为各种原因会导致计算的血流速度方向出现异常，从而血流速度成像图在红色血流血管内出现蓝色血流象素，或在蓝色血流血管内出现红色血流象素(有湍流的现象除外)，进而影响医生的临床诊断。导致计算的血流速度方向出现异常的各种原因中，系统噪声被认为是最直观的一个。因为在超声回波信号中血流成份比组织成份的大小要低约40～50db，随着探测区域的加深，放大器增益要不断增大以补偿深度衰减，但该不断增大的放大器增益引入的噪声将淹没微弱的血流信号，从而导致计算的血流速度方向出现异常。斑点效应(Speckle)是超声组织图像的一个显著特点，也是导致计算的血流速度方向出现异常的原因之一。超声组织图像产生斑点的原因是，一个理论分辨距离单元内可以包含有非常多的散射点，来自这些点的散射回波在超声接收探头上叠加时其相位并不完全相同，因此超声图像上将形成该分辨单元特有的斑点格式(Speckle pattern)。这种斑点格式可以被用来研究组织的运动。血流信号的回波同样也存在这种斑点格式，并被用来估计血流的运动矢量。所述斑点效应使得即使均匀血管内的血流中，不同分辨单元的回波强度也有所变化，当一分辨单元的回波强度小到不能满足自相关计算需要的信噪比时，计算出来的速度方向就会出现异常，从而导致血流速度图像中出现反向点。另外一个引起血流速度方向估计错误的原因来自于血流成像处理本身，是信号处理过程中采用的组织回波抑制技术。采用该技术是基于多普勒原理和自相关计算处理的血流成像设备不可或缺的，并且多数商用设备系统采用该技术来成像时都会为高通滤波器选择一个固定截止频率作为可检测血流速度的下限。但因为在一幅二维的血流图中，不同二维分辨单元的组织缓慢变化程度是不一样的，当所述高通滤波器选择的的截止频率不能适用于所有分辨单元的时候，来自若干分辨单元的信号经过组织回波抑制处理后就会产生杂波剩余，这些杂波剩余往往会导致血流速度方向的估计错误。在小血管速度成像中，这种现象会更明显。造成血流速度方向估计错误的原因不限于上述几种，回波回响等因素也会导致这种错误。为了最大程度地消除血流速度图像中的反向异常点，前人作了很多工作。针对所述系统噪声造成的血流速度估计异常问题，美国专利US 5,042,491公开了一种使用自相关计算的能量和速度来判断血流方向的方案当某一距离单元内自相关能量或者速度中的一个、或者两个同时高于一个门限时，认为该速度估计可信，输出该血流速度的符号；否则该速度估计不可信，使用该扫描线上的临近距离单元上速度方向多的速度方向为该点的速度方向。美国专利US 5,483,964公开了进一步的方案，是在自相关计算完后相关系数的实部上增加一个数值，以避免血流回波信号很小的距离单元计算速度时出现估计异常。美国专利US 5,279,302给出了另外一种解决方案，即在自相关计算完成后，存储多帧血流速度图，再根据这些血流速度图来判断出速度值最大的图像帧和速度值最小的图像帧，并计算出二者的差值；若该差值超过一预定幅度，视相应血流为动脉血流，从而显示红色，否则视为静脉血流、显示蓝色。美国专利US 6,277,075和US 5,246,006也分别针对斑点效应和组织回波抑制造成的血流速度估计异常提供了相应的解决方案。此外，美国专利US 5,653,234还提出了一种空间平均处理的方案，用来提高自相关系数或者时间采样点的信噪比，以增强速度估计的可靠性。该方案首先判断自相关系数或时间采样点的能量、信号的变化快慢、信号的绝对差异和(SAD-sum of absolute difference)；当这些指标中的任一个满足一定条件时，可以减少空间平滑的孔径，甚至不进行空间平滑，否则增大所述平滑孔径。美国专利US 5,515,852首次提出了利用加权的二维空间平均来提高血流速度估计时的信噪比这一解决方案，并还考虑到不同人体部位自相关估计的能量和速度分布会不同，从而给出不同的加权方案。此后，美国专利US 5,860,928公开的方案也是利用二维空间平均处理来提高检测信噪比，不同的是，它仅当血流的能量、速度超过一定门限时才实施平均处理。美国专利US 5,215,094公开的方案首次在血流速度图像中考虑了时间上的平均处理，它根据当前血流成像的帧率来选择相对固定的递归系数，用时间递归平均来增强速度估计中的信噪比。美国专利US 5,357,580和US 5,467,770提出的是一种自适应的递归时间平均方法，前者根据速度大小来选择递归系数，而后者根据速度和帧率来选择递归系数。美国专利US 5,897,502公开的方案是在作时间平均的时候增加速度方向的判决和门限规则，以提高对杂波剩余和系统噪声引起的速度方向异常进行校正的能力。而美国专利US 5,860,930公开了利用相邻两帧血流能量比来计算时间平均的系数来获得更好血流速度图像的方案。上述现有方案毫无疑问都是为了更好地减少血流速度图像中系统噪声、斑点效应或组织回波抑制中的杂波剩余、回波回响等原因造成的血流速度检测异常现象，所用的方法主要分成两大类空间平均和时间平均。空间平均处理方法被包括在早期的沿扫描线作一维平均的美国专利US 5,042,491和US 5,653,234，直至后来的二维平均US 5,515,852和US5,860,928所公开的方案中；时间平均处理方法则被包括在从固定递归系数的US 5,215,094到确定自适应递归系数的US 5,357,580、US 5,467,770、US 5,860,930，以及利用门限来消除速度方向异常的US 5,897,502所公开的方案中。这两大类方法都企图利用人体内血流状况的基本规律来消除速度估计异常现象，从而提高血流速度图像的质量。事实上由于现有技术不能从理论上完全消除产生这种现象的原因，所以这种现象即使在高档的彩超设备里也依然存在。上述现有技术的不足之处在于1)它们对时间和空间的平均处理基本上都是孤立完成的，故无法保证在平均时(尤其是在血流成像帧率较高的时候)顾及血流的脉动性和周期性。若顾及血流的周期性，系统需要更长时间内的血流图像帧来修正血流速度的异常。2)仅进行简单的一次二维空间平均处理不足以消除没有任何先验知识的速度方向异常。并且二维平均处理时，有方向异常的距离单元的速度值本身就不可信(若该速度值来自对系统噪声的计算，则计算出来的速度值可能会非常大)，用不可信的速度值参与二维空间平均处理，得到的结果可信度较差。3)实时成像系统若考虑使用足够的时间帧或进行更可信的多次二维空间平均处理，将因为存储容量要求过大而不可实现或实现成本太高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提出一种方法，用于超声血流成像设备，可以最大程度消除彩色血流图像中的速度异常点，从而提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除彩色血流图像中速度异常点的方法，用于超声血流成像系统，包括步骤：Ａ．在超声血流成像系统中设置血流速度异常点消除处理模块；Ｂ．所述处理模块接收分别对应血流能量和血流速度的信号；Ｃ．对所述接收信号作预处理，以产生 速度符号位实时信号；其特征在于，系统每生成血流速度图像中的一个像素点信号，还包括步骤：Ｄ．将所述血流速度符号位信息按照预定格式存储到存储器中的相应位置；Ｅ．从所述存储器中按预定寻址方式读取多个血流速度符号位数据，进行 预定的加权平均处理；Ｆ．根据所述加权平均处理的结果来确定并输出该点血流速度的方向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董永强，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]