[发明专利]一种自适应医疗超声成像声速优化和信号修正方法及系统

说明书

    技术领域

本发明属于医学技术领域，涉及一种超声成像技术，具体涉及一种自适应的医疗超声系统成像中的声速优化和信号相位修正方法。

背景技术

在医疗超声系统成像系统中，声速是最为重要的成像参数之一。超声波在人体不同组织中传播时，声速会差异较大，例如，超声波在人体脂肪含量较高的脂肪传播时，声速大约为1450m/s，而在肌肉中的声速为1580m/s左右。某些肌肉组织的声速甚至可高达1640m/s。现在的医疗超声系统通常把1540m/s用于动态延迟聚焦波束形成，然而使用声速偏离真实声速的超声波经过了局部组织时，就会出现相位偏差，导致组织位置的偏移，点扩散函数的拓宽以及旁瓣的增加，影响图像的动态范围，对比度，降低图像的质量，影响医疗诊断的准确性。 

为了解决这一问题，现有技术中提出了多种解决方法。例如2012年10月3日公开的中国发明专利公布CN102697521A中描述了一种自适应的医疗超声系统成像参数的优化方法，设计了一种通过优化声速和组织声衰减系数来提高超声成像质量的方法，该方法通过迭代改变声速和组织声衰减系数，并使用一系列处理方法来获得最优的扫描声速和组织声衰减系数，最后把获得系数设置为该次超声成像所使用的参数，获得亮度更均匀，分辨率更好，对比度更强的超声影像。 

类似的在2008年10月1日公开的中国发明专利公布CN101273903A中描述了一种超声波成像装置以及超声波速度优化方法，其利用分辨率优化单元判定与扫描断面内的每个位置的组织成分相应的最佳声速，并利用此最佳声速，来计算来自扫描断面内的每个位置的接收波束的接收延迟时间等。控制处理器采用利用最佳声速所计算的接收延迟时间，来执行用于取得实际诊断所用的超声波图像的扫描中的延迟加法处理。对接收延迟时间的计算所用的设定声速与实际的活体内声速的偏差进行修正，取得分辨率经过优化的超声波图像。 

目前还没有很有效的方法估算局部各个分割区域的声速，因此也就谈不上对每一个通道的回波信号在各个局部分割区域，进行最优声速与系统声速差异的相位偏移补偿。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种能提高图像质量并且省时的自适应的医疗超声系统成像中的声速优化和信号相位修正方法和实施该方法的系统 。 

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案： 

一种自适应的医疗超声成像优化方法，包括以下步骤：

A．                在声速优化器中使用不同声速对同一扫描部位发射超声波，声速的迭代范围为1450m/s~ 1640m/s ，从而获得多幅不同声速对应的射频信号（RF信号）；

B．                 对RF信号进行基带处理，生成一系列与每一个声速对应的正交解调信号（IQ信号），并分别提取至少3个采样点，定义为S_i，其中一个采样点是聚焦点S_focus；

C．                 对获得的每一个声速的对应的S_i，使用频谱分析方法计算得到频谱；

D．                分别对步骤C中得到的各个采样点的分割区域内的频谱进行加权平均，得到代表各个采样点区域最终的频谱；

E．                 基于IQ信号的声速质量因子被定义为步骤D中频谱主瓣的能量，即预定义起始频点到终止频点的积分，定义为Factor_i，其中聚焦点的积分定义为Factor_focus，质量因子越大，表示该声速越优，选择Factor_focus最大对应的声速即为当前聚焦区域的最佳声速，系统将其设置为当前扫描的使用的系统声速，将Factor_i各自最大所对应的声速作为不同分割区域的最优声速，用于信号的相位修正；

F．                  基于图像的声速质量因子的计算，首先对步骤B中的IQ信号进行处理生成一系列对应声速的二维图像，以预设的二维纹理分析窗口遍历每幅二维灰度图像的纹理值，并根据将图像分割成若干个局部分割区域，计算各个所述分割局部区域内所有纹理分析窗口的平均纹理熵值，选出各个所述局部分割区域平均纹理值最优（例如纹理熵越大越优）的K幅二维图像，其中K>5（即各个局部区域对应的K个最佳声速候选）；

G．                基于图像的声速质量因子被定义为侧向对比分辨力LCR，计算公式如下：