[发明专利]一种超声弹性宽景成像方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学超声宽景成像领域，特别涉及一种超声弹性宽景成像方法及装置。

背景技术

医学超声成像作为一种新型的成像技术，在现代临床医疗诊断中扮演者越来越不可替代的角色。临床医学研究表明：生物组织的弹性属性或硬度的改变与组织的病理状态息息相关。通常，组织在某些部位发生了病变，这些区域就会和周围正常组织表现出硬度差异，表现为组织硬块。美国Texas大学Ophir教授等人提出了一种超声弹性成像方法，成功地定量估计出生物组织弹性模量分布并且以可视化的声像图显示出来。超声弹性成像技术作为一种新型的超声成像方法，不仅集操作方式简易灵活、性价比高、对患者无创伤等各种优势于一身，而且补缺了MRI、CT、X射线成像等传统成像模态无法直接提供组织弹性模量这一重要诊断信息的不足，给软组织病变的早期诊断提供了极其重要辅助参考价值。

然而，受限于超声探头的尺度大小，对于弹性成像图医生可观察的视野区域相对较窄。当被观察的组织部位尺寸超出探头扫描范围时，只能得到组织的局部弹性图，医生无法对整个感兴趣区域进行全视角观察，给临床诊断带来了不便和局限。

因此，有必要提供一种新的成像方法来满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种超声弹性宽景成像方法。

本发明的另一目的在于提供一种超声弹性宽景成像装置。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种超声弹性宽景成像方法，包含以下顺序的步骤：

S1.首先对系统进行时间标定，保证位置传感器获取的超声探头位置与该时刻超声探头扫描获得的超声射频信号帧同步；然后对系统进行空间标定，获取超声图像平面与位置传感器之间的空间相对坐标关系,通过位置传感器即可获得超声图像平面在三维空间中的位置和方向；

S2.采集超声弹性图像：超声探头垂直于检测组织沿侧向运动，在使用超声探头扫描组织的过程中，通过绑定在超声探头上的位置传感器获取超声探头的位置信息，使系统实时获取到超声灰阶图以及扫描平面内各个射频信号的空间位置信息；

S3.超声探头扫描过程中或完成扫描后，根据所得超声灰阶图的三维空间坐标建立宽景图像重建与显示坐标系；

S4.根据重建与显示坐标系、位置传感器坐标系以及超声灰阶图像平面坐标系的变换关系，获得每帧超声灰阶图以及所有射频信号的三维空间位置和方向；

S5.利用超声弹性算法根据组织压缩前、后的射频信号获取组织的弹性信息，重构出每一帧超声弹性图；

S6.通过图像拼接，重构扩展后的超声宽景图和超声宽景弹性图，即将超声灰阶图和超声弹性图融合在一起并同时显示。

步骤S1中，所述的对系统进行空间标定，是采用交叉线法进行空间标定的。

步骤S5中，所述的超声弹性图具体通过以下顺序的步骤获取：

1)超声探头扫描过程中，在同一位置，首先获取组织压缩前的RF信号，然后对组织进行压缩，获取组织压缩后的RF信号，通过压缩前后的RF信号计算得出该位置的超声弹性图；

2)采集完一帧超声弹性图像后，将超声探头移动到下一位置，该位置的图像区域与前一位置的图像区域有一定重叠，重复本过程采集该位置的超声压缩前后的射频信号；以此方式获得全部扫描轨迹上的超声压缩前后射频信号，重构每一帧超声弹性图。

步骤S5中，所述的超声弹性图具体通过以下顺序的步骤获取：

1)首先将超声探头沿感兴趣区域移动，获取整个区域组织压缩前的RF信号及其位置信息；

2)然后对组织施加一固定的压力，将组织压缩后，沿压缩前扫描轨迹再次进行扫描，可获取该区域组织压缩后的超声射频信号及其位置信息；将两次扫描时相同位置的射频信号匹配，即可计算出该位置的超声弹性图。

步骤S6中，所述的重构扩展后的超声宽景图和超声宽景弹性图：当超声探头扫描轨迹近似直线时，重构的是二维平面宽景灰阶图和弹性图；当超声探头扫描轨迹为一曲线时，重构的是曲面超声宽景灰阶图和弹性图。

步骤S6中，所述的超声宽景图和超声宽景弹性图，当超声探头扫描轨迹为一曲线时，具体通过以下顺序的步骤来获取：

1)根据每帧灰阶图像的空间位置信息，将灰阶超声图像直接拼接成宽景超声灰阶图像；

2)然后对每帧灰阶图像对应的已重构超声弹性图映射到对应的灰阶图像平面上，得到宽景弹性成像，以及宽景灰阶与宽景弹性的融合图像。

步骤S6中，所述的超声宽景图和超声宽景弹性图，当超声探头扫描轨迹为一曲线时，具体通过以下顺序的步骤来获取：