[发明专利]超声成像方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及超声成像方法及设备，尤其涉及使用空间和频率复合技术以获得复合的超声图像的超声成像方法及设备。

背景技术

超声诊断仪是超声成像设备的一种，它是利用超声波(简称超声)作为信息载体，将人体内部的结构进行成像的设备，其影像信息与人体实际结构存在空间和时间分布上的对应关系。医学超声成像是依靠超声在人体内传播，遇到不同的组织和器官时，会因其声特性阻抗不同而产生声强有差异的回波(超声在人体组织上的反射波或背向散射波)来建立影像的。由于其安全可靠、价格低廉，所以近些年来在诊断、介入治疗和预后影像检查等中得到了迅速的发展。

但是，超声成像也存在着一些缺点，例如图像的对比度和重复性差。还有，当人体内组织反射面不光滑，其粗糙度和入射超声波的波长相当时，不同反射源产生的回波信号由于相位不同，它们可能叠加也可能相消，表现为图像的颗粒感，形成所谓的斑点噪声。这些斑点噪声会掩盖图像中的一些有用信息，在一定程度上对医生的诊断造成干扰。因此，人们通过各种方法以提高图像的对比度、提高诊断的特异性和增大信息量。

目前，在超声成像领域人们开始采用空间复合成像技术以减少斑点噪声同时增强纹理与边界的可视化效果。所谓空间复合，是一种将从多角度获得的给定目标的多个超声图像组合成为单个的复合图像的成像技术。例如美国专利US6,126,599、US6,423,004B1、以及US6,464,638，都在超声成像数据处理中采用了空间复合技术来提高超声图像的成像质量。另外，美国专利US6,733,458在超声引导应用中使用B模式(B-Steer)技术，将换能器光束倾斜一定角度，采用空间复合得到了介入性医疗设备(例如吸入式活检针等)的更好的视觉表征。

然而，空间复合虽然在一定程度上减少了噪声斑点、优化了成像质量，但是其仍然存在着一些不足之处。例如，在美国专利申请US2005124886A1中，James Jago等提出了一种超声诊断成像系统及方法，其通过将从不同观察方向所获取的组件图像帧结合在一起而生成空间复合图像。由于空间复合图像的不同区域由不同数量的重叠组件帧形成，所以在这些区域的空间复合程度不同。该专利申请通过以一定的时序、一定的偏转角度向被检区域发射三帧频率基本相同的超声波束，接收从被检区域反射回来的回波信号，对回波信号进行空间复合，并且进行时间处理、空间处理、频率复合或其它类型的用于补偿空间复合程度的差异的处理，以弥补由于图像不同区域中不同数目的重叠组件帧而引起的空间复合中的空间变化，从而使空间复合的变化得以补偿，以提供具有更均匀的斑点、噪声、和时间特性的超声图像。

然而，在该专利申请中，频率复合是在空间复合之后进行的一种任选的处理操作。如该专利申请中的图4a和图4b所示，通过用不同的滤波器对所接收到的基本上相同的频率的回波信号进行滤波，将其分成频率不同的几个部分，以弥补由于图像不同区域由不同数目的组件帧重叠而引起的空间复合中的空间变化。这种方式实现起来比较复杂。

现有技术中的空间复合技术都是将来自不同扫描方向但辐射/接收频率相同的连续图像帧结合成一个复合的图像，其存在的一个共同的问题是，超声波束的偏转角的选择受换能器构建和发射/接收频率的限制，尤其对于更高频率和更大阵元间距的线阵探头。例如，为了避免栅瓣对偏转帧的影响，偏转帧只能使用有限的偏转角来达到提高组织或介入式医疗设备的纹理和层的表征，这个问题对于阵元间距更大、频率更高的换能器更为明显。另外，现有技术的空间复合技术不支持在构建偏转的图像帧的同时调节发射频率，这使得当前的空间复合技术通常缺乏灵活性。

此外，对于在介入性治疗的导引或导航中特别使用的复合图像，高的图像分辨率和好的连续性是必要的，这通常意味着需要更高的发射/接收频率和更大的偏转角度。然而，可提供的偏转角度的大小受扫描设备(例如探头)的换能器阵列单元的接收角限制，而换能器阵列单元的接收角取决于换能器阵列单元的间距、频率、以及构建方法。因此，需要进一步采取措施以获得斑点噪声少、图像分辨率高和连续性好的高成像质量的超声成像。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声成像方法及设备，其能够获得斑点噪声少、成像质量高、灵活性高的超声图像。

根据本发明的第一方面，提供一种超声成像方法，包括：通过具有第一频率和第一偏转角的第一簇超声波束的扫描被测物，产生第一子帧，将该第一子帧用作参考帧；通过具有不同于第一频率的频率和不同于第一偏转角的偏转角的至少一簇超声波束的扫描，产生至少一个其它子帧；将所述至少一个其它子帧与第一子帧复合形成复合图像；显示该复合图像。