[发明专利]超声线阵偏转成像的扫描变换插值方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于超声成像的扫描变换插值方法，特别涉及超声成 像系统中线阵偏转成像的扫描变换插值方法以及采用上述方法的装 置。

背景技术

医用超声成像诊断设备利用超声波在人体中的传播，通过发射超 声波并且接收人体组织散射或者反射的超声波信息进行各种模式的 成像，成像信息实时地显示在显示器上。

常规的超声成像装置均是通过扫描变换系统获得最终的显示器 上显示的图像数据的。这是因为超声成像装置接收的数据一般都不是 按照显示器上的显示像素坐标(即直角坐标)位置进行接收合成的， 所获得的超声信息通常以极坐标的形式表示，而实际上显示器所显示 的栅格数据通常以笛卡儿坐标表示，因此显示器显示的像素直角坐标 需要经过坐标变换转换为采集数据的坐标(即极坐标)，然后根据该 坐标进行插值计算从而获得最终显示的像素直角坐标位置的超声信 息，这个过程称为扫描变换插值，这种将探头扫描获得的超声信息转 换为最终显示图像的方法就是扫描变换方法。可见，扫描变换系统包 括两个主要步骤，一是坐标变换，一是插值。

在文章“Analysis of a scan conversion algorithm for a real-time sector scanner，”IEEE Transactions on medical imaging，Vol.MI-5，No.2， June 1986中，M.H.Lee等人描述了常规的扫描变换方法，其中使用的 是双线性插值方法。如图1所示，R方向为深度方向，θ方向为角度方 向。假设G(x，y)是显示直角坐标系上需要显示的一点，首先使用坐标 变换获得该点在扫描坐标系R-θ坐标系下的坐标G′(R，θ)，选择与G′(R， θ)最接近的四个点A、B、C、D进行双线性插值以获得G′(也就是G点) 点的超声信息。假设两条相邻扫描线之间的夹角归一化为1，两个相 邻深度的点的距离归一化为1，则这四个点的坐标分别为：A(R_i，θ_i)、 B(R_i，θ_i+1)、C(R_i+1，θ_i)、D(R_i+1，θ_i+1)，其中R_i为R值取整，θ_i为θ 取整。以归一化的夹角和归一化的距离作为权重，首先沿着R方向利 用A点和C点插值得出E点的值、利用B点和D点插值得出F点的值，然 后利用E点和F点沿着θ方向插值得到G′点的值。插值均使用线性插值， 两点的权重根据G′点与这些点在该方向上的距离决定，计算公式如 下：

E＝A×(1-R_f)+C×R_f

F＝B×(1-R_f)+D×R_f

G′＝E×(1-θ_f)+F×θ_f

其中

R_f＝1-R_i

θ_f＝1-θ_i

对于显示坐标系下的显示像素点均进行坐标变换与插值，从而得 到每个点的值并且进行显示。

现有技术的缺点在于使用的是双线性插值的方法，其利用在深度 上最接近的四个点进行插值，但是实际上，对于超声成像而言，应该 使用的是沿着点扩散函数的主方向进行插值得到的插值数据才是更 加准确的。一般而言，点扩散函数(PSF)的主方向是与深度方向垂 直的，因此，对于非偏转线阵、凸阵、相控阵成像而言，由于PSF方 向与垂直深度的方向(也就是同深度方向)一致，所以进行坐标变换、 取值进行插值均可以看作是在PSF主方向上进行的；但是，对于偏转 的线阵成像而言，PSF主方向与同深度方向是不一致的，如果使用常 规的双线性插值方法，使用的就只是沿着同深度方向进行的插值，而 不是沿着PSF主方向进行的插值，由此得到的插值结果并不是最准确 的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种针对线阵偏转成像的扫 描变换插值的方法以及采用该方法的装置，由于该方法使用的插值是 沿着点扩散函数(PSF)主方向进行的，因此得到的插值结果比常规 方法更加准确。为了实现这一目的，本发明采用了如下的技术方案。