[发明专利]一种基于面阵探头的三维超声实时成像方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于超声成像领域，更具体地，涉及一种基于面阵探头的三维超声实时成像方法及系统。

背景技术

超声成像是利用超声声束扫描人体，通过对载有人体组织或结构性质特征信息的接收、处理，以获得体内器官或组织的图像。超声由于具有无电离辐射、价格低廉、使用便捷等优点，成为当今临床医学中重要的影像学诊断手段。

三维超声能够提供丰富的立体空间信息，弥补二维超声成像的不足，为疾病的诊断与治疗提供帮助。实时三维超声能为临床手术提供导航，进一步扩展了超声的应用范围。为了获得实时三维超声图像，可以采用面阵探头，不用移动探头即可获得三维数据，快捷高效。

然而面阵探头的阵元数大，制作和加工工艺复杂；通道数多，数据量大。基于面阵探头，难以实现实时成像，给应用造成限制和不便。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于面阵探头的三维超声实时成像方法及系统，其目的在于通过面阵探头高通量实时采集数据，并对大量数据进行高速处理后，实现实时三维成像，由此解决现有技术面阵超声探头数据量大难以实时成像的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于面阵探头的三维超声实时成像方法，依次包括以下步骤：

数据采集：下位机在检测到触发信号后，进入到检测发射信号的状态，通过接收信号幅值判断发射信号位置；根据发射信号与回波信号之间的间隔，确定回波信号的位置，并将实时回波信号数据提取、调制并存储后，传输给上位机；

延时叠加：上位机将获得的回波信号数据解调(解调即解出通道数据)后，采用定点聚焦或动态聚焦的方式进行叠加校正延时，获得校正后的数据；

基线校准：采用零相位高通滤波器滤除获得的校正后的数据以示波图的形式显示时出现的直流偏置，将基线矫正到与水平周重合并且不产生相位偏移，得到校准后的数据；

包络检测：对于获得的校准后的数据，检测其上包络，提取出其中的低频分量，即为被检测物信息数据；

对数压缩：对于获得的被检测物信息数据取对数进行压缩，控制压缩后的数据在40dB至60dB之间；

降采样：对于压缩后的数据进行降采样缩小数据量，得到调整后的数据；

灰度映射：对于获得的调整后的数据，采用线性映射为0至255之间的灰度值，得到灰度数据；

三维显示：对于获得的灰度体数据，采用正交三平面对重建的三维图像进行三维实时显示。

本发明还提供了另一种基于面阵探头的三维超声实时成像方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

数据采集：下位机在检测到触发信号后，进入到检测发射信号的状态，通过接收信号幅值判断发射信号位置；根据发射信号与回波信号之间的间隔，确定回波信号的位置，并将实时回波信号数据提取、调制并存储后，传输给上位机；

基线校准：上位机采用零相位高通滤波器滤除将回波信号数据解调后的通道数据以示波图的形式显示时出现的直流偏置，将基线矫正到与水平周重合并且不产生相位偏移，得到校准后的数据；

延时叠加：将校准后的数据，采用定点聚焦或动态聚焦的方式进行叠加校正延时，获得校正后的数据；

包络检测：对于获得的校准后的数据，检测其上包络，提取出其中的低频分量，即为被检测物信息数据；

对数压缩：对于获得的被检测物信息数据取对数进行压缩，控制压缩后的数据在40dB至60dB之间；

降采样：对于压缩后的数据进行降采样缩小数据量，得到调整后的数据；

灰度映射：对于获得的调整后的数据，采用线性映射为0至255之间的灰度值，得到灰度体数据；

三维显示：对于获得的灰度体数据，采用正交三平面对重建的三维图像进行三维实时显示。

优选地，所述三维超声实时成像方法，其所述数据采集步骤，其数据类型为16位整型，采用拼接的方式调制为64位整型。

优选地，所述三维超声实时成像方法，其所述数据采集步骤其下位机将回波信号提取、调制并存储后传输给上位机。

优选地，所述三维超声实时成像方法，其所述包络检测步骤采用希尔伯特变换法或峰值法。

优选地，所述三维超声实时成像方法，其所述对数压缩步骤以10为底取对数，优选扩大20倍。

按照本发明的另一方面，提供了一种三维超声实时成像系统，包括外部电路、下位机、以及上位机；

所述外部电路，用于产生触发信号；