[发明专利]一种多普勒超声自动定位取样框的方法

说明书

本发明公开了一种多普勒超声自动定位取样框的方法，由多普勒超声系统根据图像信息来自动定位取样框。本发明能够根据成像数据自动设定并调整取样框的位置，使得在超声成像设备能迅速找到血流信息最丰富的位置，大大减少了寻找血管的时间，方便了经验缺乏的操作者进行多普勒超声测量。如果每个被检查者检查的都是同一个部位，可以标准化，该算法还可以结合人工智能实现自动扫描，进而使自动检查成为可能。

技术领域

本发明涉及超声医疗检测领域，特别涉及一种多普勒超声自动定位取样框的方法。

背景技术

超声成像是医学影像中的重要方向，主要应用于临床诊断中。它通过研究和运用超声波的声学特性、光学特性、成像原理和人体组织器官的解剖、生理、病理特征以及临床医学基础知识，来观察人体组织、器官形态和功能变化的声像表现，然后分析归纳，探讨疾病的发生发展规律，从而实现对疾病的诊断与治疗。作为一种无损伤性成像方式，超声成像具有实时性强、价格低廉，操作方便的优点，已成为医院科室乃至社区诊所的必备检测手段。而利用多普勒原理进行血流显像的技术，则进一步提高了超声诊断的适用范围和重要性。彩色多普勒超声一般是用自相关技术处理并获得血流信号，经彩色编码后实时地叠加在二维图像上，即形成彩色多普勒超声血流图像。因此既具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，它在医学临床诊断中被用于心脏、血管、血流和胎儿心率等的诊断，受到了广泛的重视和欢迎。

彩色多普勒超声成像(即彩超)，探头发出的超声波脉冲信号经人体组织和血液反射回来再次被探头接收，经过接收放大，AD转换和波束合成后的信号正交解调形成IQ数据，将其分为两路，一路送入黑白B超处理模块，一路送入彩色Color模式(即C模式)处理模块。进行彩色处理的信号首先进入壁滤波器来去除低速运动的组织信号以及由探头移动所造成的运动伪像。壁滤波结束后，将进行自相关处理，来估计平均血流速度，能量和方差等参数。在在接下来的血流检测中，使用自相关获得的血流相关参数以及B模式图像的亮度数据(E)来区分该位置是血流还是组织。做完血流检测的彩色信号和黑白信号一起合成进行扫描转换处理，将直角坐标系的超声血流信号转换为极坐标系的信号用于显示。从而得出最终的彩超二维图像。

在实际操作中，针对整个扫描区域做B超扫描成像，但很少同时对同样大小的区域进行多普勒超声扫描，而是设置一个小于被扫描区域的取样框来做多普勒超声扫描。这样做的原因是由系统的硬件限制以及帧频等参数决定的。为了通过频率变化的信息来获得血流的速度和方向，比起B超而言，彩超每条声束方向要反复发射8-16个脉冲，再用这些脉冲返回的数据来做壁滤波和自相关处理获得血流相关信息。这样就相当于增加了10倍左右的发射接收操作，会使得帧频大幅度下降，降低了超声图像的实时性。而事实上在超声图像中，绝大部分是组织，只有很少的血流信息，采用多普勒成像的时候往往关注的就是一个血管或者某个小区域的血流分布。既然如此，只要能准确找到这个区域并设置取样框，然后对取样框内区域进行多普勒超声扫描即可。这样可以大幅度节省硬件和计算资源，同时也不会影响需要的医学信息。此外，取样框越小，彩色图像就越敏感，分辨率越高。如果把取样框拉宽，实际上是在增大扫描线之间的距离，降低它的灵敏度；如果将取样框拉长拉高也有缺点，因为在彩色取样框里面的运算是很慢的，拉长会使得脉冲重复频率下降，给出的彩色就会很差，帧频也会下降。所以在可以获得足够医学信息的前提下，要想的到最佳成像效果，取样框是越小越好的，那么取样框的准确快速选取就尤其重要了。