[发明专利]图像的高帧频数据获取及扫描域的时间配准方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及超声系统的射频数据采集领域，尤其涉及一种图像的高帧频数据获取及扫描域的时间配准方法和系统。

背景技术

较其它影像学手段，医学超声图像重要的优点之一就是其影像获取的实时性，即其数据显示的帧频较高。普通的B模式超声图像显示帧频能达到50Hz水平，而其最大射频原始数据(Radio Frequency Data)的获取帧频要高于该水平。对医学超声而言，射频数据的最大获取帧频决定了后续数据处理与显示的最大帧频。对于一些特定的应用，如彩色血流多普勒显示，脉搏波速度计算等，更高的射频数据帧频意味着更流畅的显示效果和更准确的计算结果，这些实际应用意义重大。

对医学超声数据而言，射频原始数据帧的采集频率主要受组织的最大采集深度与一帧图像中的超声波扫描线数目的影响。两者均与射频数据采集帧频成反比，即采集深度d越大，一帧图像中扫描线数N越多，其最大帧频fr越低，三者之间满足fr=c/2dN，其中c为超声波在组织中的传播速度。对于特定的扫描域而言，例如人体中的某处血管，其深度是不可改变的，此时提高帧频的方法只能通过减少一帧图像中的扫描线数N得到。举例而言，扫描深度为5cm，扫描线数为128时，理论最大数据获取帧频为120Hz。若将扫描线数降为64，则帧频可提高至240Hz。这样虽然可以有效地提高帧频，但扫描线变稀疏直接导致最终显示图像的横向分辨率变差，变模糊。

为了获得更高的射频数据获取帧频，同时保持原有的横向分辨率，S.Wang等人于2008年发表在IEEE T UFFC的期刊上发表的A composite high-frame-rate system for clinical cardiovascular imaging文献中提出了一种合成提高射频数据采集频率的方法。将一帧扫描线数为N的图像数据平均分为M份，每份扫描线数降为N/M。单独对每个部分扫描域进行射频数据采集，将射频数据采集帧频提高M倍。然后再将各部分扫描域拼接起来，拼接对准的公共时序是人体的ECG周期信号。方法充分利用了数据周期性的特点，可以在保持横向分辨率的同时，有效地提高帧频。

但是上述方法在采集射频数据的同时，需要进行ECG信号采集，这同时需要超声探头与心电采集两种装置，给医生与患者造成了不便，不能有效地节约时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种图像的高帧频数据获取及扫描域的时间配准方法。此外，还提供了一种图像的高帧频数据获取及扫描域的时间配准系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高帧频数据获取方法，包括：区域划分步骤，将全视场平均划分为若干分块扫描域，并指定一位置处的扫描线为公共扫描线；数据获取步骤，依次扫描每一分块扫描域，对于任意分块扫描域而言，在完成每一帧扫描数据采集后均对该公共扫描线进行数据采集，并将两次采集的数据合成为一帧数据，最终得到关于该分块扫描域的帧序列数据，所述帧序列数据为帧扫描数据和公共扫描线数据交错组成的序列。

本发明还提供了一种不同分块扫描域的时间配准方法，包括：周期性曲线获取步骤，获取全视场的每个分块扫描域的帧序列数据，对于任意分块扫描域，提取其帧序列数据中所有公共扫描线数据的集合，选取运动明显的区域数据，计算并获取一周期性数据曲线，其中所述帧序列数据为帧扫描数据和公共扫描线数据交错组成的序列；时间配准步骤，基于获取的所有分块扫描域的周期性数据曲线对不同分块扫描域进行时间同步配准；数据合成步骤，利用时间同步配准结果，提取不同分块扫描域在同一周期时刻所对应的帧扫描数据进行拼接以得到该周期时刻的一帧全视场图像。

在一个实施例中，利用以下表达式来获取周期性曲线：D＝f[xcorr(x₁,x₂)]，其中，x₁、x₂分别表示公共扫描线的相邻帧中的运动明显区域数据，xcorr表示互相关操作，f表示位移计算函数，D表示x₂相对于x₁的位移波形。

在一个实施例中，在数据合成步骤中，在所述帧扫描数据不为一整数帧图像的数据时，利用时间同步配准结果，在分块扫描域中插值提取不同分块扫描域在同一周期时刻对应的帧扫描数据进行拼接以得到该周期时刻的一帧全视场图像。

在一个实施例中，作为时间配准基线的所述周期性数据曲线还包括速度曲线和加速度曲线。