[发明专利]一种基于分布式超声容积数据的成像方法

摘要

一种基于分布式超声容积数据的成像方法，包括下述步骤：分布式探头阵列对人体被测部位进行扫描，获得各探头阵列扫描得到的容积数据；确定相邻容积数据之间的重叠区域；设置第二个至第n个探头阵列的容积数据校准的几何关系参数；根据几何关系参数计算第二个至第n个探头阵列变换后的容积数据；计算变换后容积数据重叠区域的互相关值；当互相关值大于或等于预设值时，将第一个探头阵列的容积数据与其它探头阵列变换后的容积数据合并，得到重建后的超声容积数据，并形成超声图像。本发明能够快速获取超声容积数据，进行三维重建并形成超声图像，而且允许分布式探头阵列在扫描时有一定的形变，可对表面形状较为复杂的人体部位进行检查。

主权项

1.一种基于分布式超声容积数据的成像方法，其特征在于：用于超声容积数据采集的扫查装置包括分布式探头阵列以及能够驱动分布式探头阵列沿设定方向移动的扫查运动机构；分布式探头阵列由n个依次排列的探头阵列组成，n为≥2的整数；形成超声图像的步骤包括：（1）安放扫查装置，使各探头阵列与人体被测部位的表面接触；（2）在控制系统控制下，扫查运动机构驱动分布式探头阵列沿设定方向自起始端向终止端移动，分布式探头阵列在移动过程中对人体被测部位进行扫描；分布式探头阵列中，相邻两个探头阵列的扫描区域存在重叠部分；（3）在分布式探头阵列移动的过程中，各探头阵列将获得的超声扫描数据传输给控制系统，同时控制系统实时获取与超声扫描数据对应的空间位置参数，从而得到分布式探头阵列中各探头阵列扫描得到的容积数据，各探头阵列扫描得到的容积数据依次记为V1(r,θ)、V2(r,θ)……Vn(r,θ)；探头阵列扫描得到的容积数据包括该探头阵列的超声扫描数据以及对应的探头阵列空间位置参数；分布式探头阵列中相邻两个探头阵列的容积数据存在重叠区域；（4）查找并确定相邻两个探头阵列扫描得到的容积数据之间的重叠区域（4‑1）将各个容积数据V1(r,θ)、V2(r,θ)……Vn(r,θ)，按照超声激励的发射波长λ和超声激励的波形的周期数NF分别分割为多个边长为NFλ/2的正方体；（4‑2）计算各个容积数据中每个正方体内的超声扫描数据的均值；（4‑3）使相邻两个容积数据相向平移，将这两个容积数据逐步进行重叠；进行重叠时，相邻两个容积数据相互重叠部分中所含的正方体一一对应成对，此时计算各对正方体均值之间的差值，并进一步计算并记录所有差值平方的平均值，以所有差值平方的平均值作为确定重叠区域的基准；将每一步重叠所获得的所有差值平方的平均值与前一步重叠所获得的所有差值平方的平均值进行比较；当发现某一步重叠所获得的所有差值平方的平均值比前一步重叠及后一步重叠所获得的所有差值平方的平均值都小时，确定该步重叠时两个容积数据相互重叠部分为这两个容积数据之间的重叠区域；各重叠区域依次记为Ω1、Ω2……Ωn‑1；（5）以第一个重叠区域Ω1作为基准，设置第二个探头阵列的容积数据校准的几何关系参数(r1,θ1)；以第二个重叠区域Ω2作为基准，设置第三个探头阵列的容积数据校准的几何关系参数 (r2,θ2)；以此类推，以第（n‑1）个重叠区域Ωn‑1作为基准，设置第n个探头阵列的容积数据校准的几何关系参数(rn‑1,θn‑1)；（6）第一个探头阵列的容积数据V1(r,θ)保持不变；根据几何关系参数计算其它探头阵列变换后的容积数据，依次为V2' =V2(r‑r1,θ‑θ1)、V3' =V3(r‑r2,θ‑θ2) ……Vn' =Vn(r‑ rn‑1,θ‑θn‑1)；（7）根据步骤（4）确定的重叠区域，计算变换后容积数据重叠区域的互相关值；（8）若步骤（7）得到的互相关值大于或等于预设值，则进行下一步骤（9）；否则更新几何关系参数后，重新进行步骤（6）和（7）；（9）根据得到的各个容积数据的几何关系参数，将第一个探头阵列的容积数据V1(r,θ)与其它探头阵列变换后的容积数据V2' =V2(r‑r1,θ‑θ1)、V3' =V3(r‑r2,θ‑θ2) ……Vn' =Vn(r‑ rn‑1,θ‑θn‑1)合并，得到重建后的超声容积数据；（10）根据重建后的超声容积数据进行超声容积成像，形成超声图像。