一种新的超声医学成像方法技术

本发明专利技术公开了一种利用透射法的超声医学成像方法，作为一种新的超声医学成像方法，它是基于ＰＣ平台实现的全数字化超声医学成像装置。具体包括同步装置、发射控制部分、超声发射换能器、超声接收换能器、阵元选通高压控制部分、接收控制放大整序部分、Ａ／Ｄ驱动及转换部分、数字波束形成部分、ＤＳＣ数据处理部分、显示单元、ＰＣ平台、电源单元等部分。它是利用声速和声衰减等参变量，采用类似ＣＴ测量方式及其成像算法的医学成像技术；所述的测量方式是由被测体两侧处于共轴的一个超声发射器探头和一个超声接收器探头装置实现；所述的成像算法是用代数重建法或反投影技术法来重建图像。本发明专利技术的有益效果是：具有数字化重建的图像清晰，对人体无辐射，成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超声医学应用领域，采用类似CT超声透射法方式及其成像算法得出超声医学成像，尤其是一种新的超声医学成像方法。
技术介绍
超声医学成像是四大临床成像技术之一，是医疗单位临床诊断的重要手段。传统的超声医学成像是采用反射法，即用一个超声探头，在外接激励信号下，先进行发射，接着进行接收，进行扫描断层成像，在20世纪末，用于头部和全身的X线扫描断层成像(X-CT)的问世，给医学诊断开创了具有划时代意义的新篇章，但X线对人体有损伤，需要超高电压供电。由此，一种新的超声医学成像方法便应运而生了。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有超声成像技术的不足，提供一种新的超声医学成像方法。它是利用类似X-CT的测量方式和成像算法原理，进而采用超声透射法方式及其成像算法得出超声医学成像，该方法在测量使用过程中，不仅具有操作简捷，而且数字化重建出肌体断面影像有着X-CT的清晰成像效果，以及制造与使用成本低廉、并对人体无辐射。本专利技术的技术方案是：一种新的超声医学成像方法，其特征是：它是基于PC平台实现的全数字化超声医学成像装置，具体装置包括同步装置、发射控制部分、超声发射换能器、超声接收换能器、阵元选通高压控制部分、接收控制放大整序部分、A/D驱动及转换部分、数字波束形成部分、DSC数据处理部分、显示单元、PC平台、电源单元等部分。所述新的超声医学成像方法它是利用超声波透射法进行超声医学成像；利用声速和声衰减等参变量，采用类似CT测量方式及其成像算法的医学成像技术；所述的测量方式是由被测体两侧处于共轴的一个超声发射器探头和一个超声接收器探头装置实现；所述的成像方法它是基于通用WINDOWS操作系统PC平台实现的全数字化超声医学成像。所述的成像算法是用代数重建法或反投影技术法来重建图像。其中，同步装置能使共轴的发射换能器和接收换能器沿着一条直线扫描，取得切面内的投影数据，然后这对发射和接收换能器组在同一平面内旋转一个角度，再作直线扫描，取得这个视角的投影数据，如此继续下去，取得足够多的数据后，由计算-->机系统把这些信息组合起来，象X-CT一样，使用代数重建法或反投影技术法来重建超声影像。发射控制部分由脉冲产生、脉冲排序、电平转换、发射驱动和发射通道选通控制处理器组成。阵元选通高压控制部分包括收发隔离电路、接收选通电路、前置放大电路部分。接收控制放大整序部分包括整序电路、对折电路、整序控制电路和TGC放大电路。A/D驱动A/D变换部分包括增益控制放大电路、均匀采样电路等。数字波束形成部分是区别于传统模拟超声系统的重要方面，传统模拟超声系统波束形成顺序为延时＝＞求和＝＞检波＝＞采样(DSDS)，基于数字处理技术的超声波束形成顺序为采样＝＞延时＝＞求和＝＞检波(SDSD)，包括数字延迟聚焦电路、变迹求和电路。数字延迟聚焦由A/D变换器采样时钟确定，为了提高数字聚焦精度，采用一个A/D采样时钟间隔，为了进一步减小数字延迟的间隔，采用数字内插处理电路。DSC数据处理部分的核心是DSC算法实现：DSC工作时，首先由显示坐标系统产生图像显示区的x，y坐标(与行、场扫描同步)，再变换为探头所处的μv坐标，最后变换为极坐标r、θ。由r、θ值即可从γ、θ存储器(也称帧存储器)中读取存储的回波信号值，但极坐标系统中的一个采样值与x，y坐标系统中的像素点一般是不重合的，所以必须由计算机算出的γ、θ值的误差(即小数部分)经插值来计算实际x，y坐标上的像素值。从x，y坐标产生到转换为γ、θ及其误差，通过双线性插值，需经很多计算环节，要产生很多延迟，在软件设计时采取相关措施，消除了延迟的影响。双线性插值原理可用图3说明。超声扫描按等角度增量均匀分布，各扫查线上的采样点按等间隔均匀分布，在x，y坐标系统中的任一显示像素点P，必须找到最邻近的四个采样点Sm，n，Sm+1，n，Sm，n+1和Sm+1，n+1，其中n表示径向第n个采样点，m表示在θ方向上第m条线，m和n就是μv到γ，θ变换输出的R、θ地址的整数部分，而Re和Ae为R、θ地址的小数部分，由图可得以下计算式：A＝Sm，n(1-Re)+Sm.n+1.ReB＝Sm+1n(1-Re)+Sm+1，n+1.ReP＝A(1-Ae)+B.Ae＝Sm，n(1-Re)(1-Ae)+Sm n+1.Re(1-Ae)+Sm+1，n(1-Re)Ae+Sm+1，n+1.Re Aexy到uv坐标系统的变换，实际上就是从显示系统与探头成像系统的变换，可用如下图4所示来说明。-->输入输出接口包括视频接口、USB接口、串行接口、并行接口、网络接口和操作控制键盘。时序控制电路部分保证系统发射接收时序同步。PC平台用户接口以PC工业标准与系统连接，用户通过计算机人机接口控制系统的工作，图像处理软件包使用代数重建法或反投影技术法来重建超声影像。显示部分采用高分辨率图像显示器，显示超声图像，供医师用于临床诊断。电源部分用于提供整机所需的各路稳压电源。本专利技术方法是利用超声波在人体肌体组织内传播时，会根据肌体的不同组织，对超声波的能量吸收不同。具体是当超声波遇到肌体的不同组织时，会发生不同程度的透射、衍射、折射和反射，从而穿过肌体的声速、声衰减会发生变化，到达肌体另一侧后的超声波，具有空间分布的不同超声波能量被阵元接收换能器接收，经后续系统信号处理电路和数字成像算法得出的数字量大小就不同，从而就会得出明暗不同的灰度断面成像。其测量方式及算法类似于CT原理，再现肌体断面的成像效果也与CT相差无几。本专利技术具有的优点是：1：选用了新的成像工作参量(如声速、声衰减等)，可获得人体组织结构与状态的其它信息；2：给出了人体断面声速或声衰减的定量空间分布，为定量诊断开拓了新途径；3：与X-CT相比，造价成本低，更重要的是在辐射安全上占有绝对优势；4：可用于测量人体内与声波有关的其它物理量，如在超声治疗中用于体内无损测温等。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的系统模块及控制单元组成框图；图2是本专利技术的同步测量装置示意图；图3是本专利技术模块单元中DSC成像算法的双线性插值原理示意图；图4是本专利技术模块中DSC成像算法的xy到uv坐标系统变换图。图中，1.发射探头，2.接收探头。具体实施方式参照图1中所示的系统组成框图，它标示出本专利技术装置中各功能模块及控制单元间的信号流程。它是基于PC平台实现的全数字化超声医学成像装置，具体装置包括同步装置、发射控制部分、超声发射换能器、超声接收换能器、阵元选通高压控制部分、接收控制放大整序部分、A/D驱动及转换部分、数字波束形成部分、DSC数据处理部分、显示单元、PC平台、电源单元等部分。参照图2所示，它能使共轴的发射换能器和接收换能器沿着一条直线扫描，取得-->切面内的投影数据，然后这对发射和接收换能器组在同一平面内旋转一个角度，再作直线扫描，取得这个视角的投影数据，如此继续下去，取得足够多的数据后，由计算机系统把这些信息组合起来，像X-CT一样，使用代数重建法或反投影技术法来重建超声影像。具体机理是：它是由一对处于共轴的超声波发射探头和超声波接收探头置于被测体的两侧，且发射头和接收头相向，两者的间距及转向可由调节机构装置进行调节。测量中，由发射探头发出超声波，发出的超声波遇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新的超声医学成像方法，其特征在于：它是基于ＰＣ平台实现的全数字化超声医学成像装置，具体组成装置及控制单元包括同步装置、发射控制部分、超声发射换能器、超声接收换能器、阵元选通高压控制部分、接收控制放大整序部分、Ａ／Ｄ驱动及转换部分、数字波束形成部分、ＤＳＣ数据处理部分、显示单元、ＰＣ平台、电源单元部分。

【技术特征摘要】
1、一种新的超声医学成像方法，其特征在于：它是基于PC平台实现的全数字化超声医学成像装置，具体组成装置及控制单元包括同步装置、发射控制部分、超声发射换能器、超声接收换能器、阵元选通高压控制部分、接收控制放大整序部分、A/D驱动及转换部分、数字波束形成部分、DSC数据处理部分、显示单元、PC平台、电源单元部分。2、根据权利1所述的一种新的超声医学成像方法，其特征在于：该方法是利用超声波透射法进行超声医学成像。3、根据权利1所述的一种新的超声医学成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘尊亮，
申请(专利权)人：徐州雷奥医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]