CN102342848B - 脉冲扫描方法、血流图像与b型图像同时显示方法及其*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲扫描方法、血流图像与B型图像同时显示方法及其***，所述脉冲扫描方法是通过一个交叉扫描包完成全部彩色血流图像的扫描，所述交叉扫描包中包含至少一个扫描组，每个扫描组以彩色血流图像扫描的脉冲重复周期为单位扫描时间，在每个单位扫描时间内，部分时间用于彩色血流图像的扫描，部分时间用于B型图像的扫描。所述脉冲扫描***，包括产生B型扫描脉冲的B型扫描脉冲产生模块；产生彩色血流图像扫描脉冲的彩色血流图像扫描脉冲产生模块；控制发射脉冲的类型、形状、时序以及参与发射的阵元的控制模块，以及利用上述方法及***的血流图像与B型图像同时显示的方法及***。采用本发明可节省***的扫描时间，有利于图像合成。

Description

脉冲扫描方法、血流图像与B型图像同时显示方法及其***

技术领域

本发明涉及一种医用超声***中超声成像领域，尤其涉及的是一种脉冲扫描方法及控制***，利用该脉冲扫描方法及***的血流图像与B型图像同时显示的方法及其***。

背景技术

医用超声成像设备利用超声波在人体中的传播，得到人体组织和器官结构的超声波特征信息。现有的超声成像***通常采用多阵元探头，在这种***中，高压脉冲波加载在探头各阵元上，激励阵元产生高频超声波进而形成发射波束进入人体。探头各阵元接收人体组织结构散射或反射的回波，形成接收波束。超声诊断***提取超声回波中的信息，形成各种成像模式显示。

发射及接收模块将回波信号送至波束合成模块处理，提高回波信号的信噪比，再根据回波信号的性质，将所述波束合成的输出信号送往相应信号处理模块；与B型(type-B)图像相关的，送往二维B型信号处理模块以得到二维B型图像数据；与彩色血流相关的，送往彩色血流信号处理模块以得到彩色血流图像数据；最后，所述的B型图像数据、彩色血流数据、多普勒频谱数据经显示模块组合，形成供显示屏同步显示的结果数据。

彩色血流图像(Color)模式是通过对目标显示方式计算得出血流中的血细胞的动态信息，根据血细胞的移动方向、速度、分散情况，调配红、蓝、绿三基色，变化其亮度，叠加在二维扫描图像(B型模式)上。

现有的***设计的扫描方式一般是交替发射一帧C(一帧Color模式扫描)和一帧B(一帧B型模式扫描)。如图1所示，为现有的扫描方式示意图，***首先扫描一帧B，然后扫描一帧C，再扫描一帧B，一帧C，如此周而复始。图中B型扫描以符号

表示，Color扫描以符号

表示。Color扫描通过交叉扫描方式以提高扫描效率，从而提高帧率。一帧B型的扫描从左到右依次扫描完图像范围内每一根B型扫描线(B1、B2、......Bn)，一帧Color的扫描包括多个Color扫描组，每个扫描组包括多条扫描线(C1、C2、......Cm)，每帧Color扫描会把整个扫描范围分成若干个Color交叉扫描包11，每个交叉扫描包11有I*P根Color扫描线。I为交叉扫描次数(InterNum)，由Color扫描的脉冲重复频率和取样深度(D)决定，P为Color信号的重复扫描次数(Packetsize)，由***预先确定。

现有的扫描方式存在以下缺点：

1、现有的扫描方式帧率较低；

2、该种扫描方式中，两帧之间Color扫描线不连续，导致壁滤波的质量受影响，从而影响图像质量。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉冲扫描方法、血流图像与B型图像同时显示方法及其***，旨在能够缩短扫描所需时间，减小同一位置相邻Color扫描线时间间隔。

本发明的技术方案如下：

一种脉冲扫描方法，其中，通过一个交叉扫描包完成全部彩色血流图像的扫描，所述交叉扫描包中包含至少一个扫描组，每个扫描组以彩色血流图像扫描的脉冲重复周期为单位扫描时间，在每个单位扫描时间内，部分时间用于彩色血流图像的扫描，部分时间用于B型图像的扫描。

所述的脉冲扫描方法，其中，每个扫描组中包括一组完整的彩色血流图像扫描线和至少一条B型扫描线，每个扫描组中的所有B型扫描线组成一帧完整的B型扫描线，每个扫描组中的一组彩色血流图像扫描线组成一帧完整的彩色血流图像扫描线。

所述的脉冲扫描方法，其中，同一位置相邻彩色血流图像扫描线的时间间隔为一个脉冲重复周期。

所述的脉冲扫描方法，其中，当一帧B型图像扫描完成，而一帧彩色血流图像扫描还没有结束时，采用任意一线B型扫描的空扫描代替B型扫描，直到一帧彩色血流图像扫描完成。

一种脉冲扫描***，其中，包括：

用于产生B型扫描脉冲的B型扫描脉冲产生模块；

用于产生彩色血流图像扫描脉冲的彩色血流图像扫描脉冲产生模块；

用于控制发射脉冲的类型、形状、时序以及参与发射的阵元的控制模块，

所述控制模块分别连接B型扫描脉冲产生模块和彩色血流图像扫描脉冲产生模块。

一种血流图像与B型图像同时显示的方法，其中，包括：

采用上述的脉冲扫描方法对图像进行扫描，产生扫描脉冲；

发射扫描脉冲；

接收扫描脉冲的超声回波并转换成电信号；

对转换后的电信号进行波束合成，并将B型图像信号与彩色血流图像信号分开；

对B型图像信号和彩色血流图像信号分别进行处理，得到B型图像数据和彩色血流图像数据；

将B型图像数据和彩色血流图像数据组合，形成同步显示的数据；

同时显示血流图像与B型图像。

一种血流图像与B型图像同时显示的***，包括：发射与接收模块、超声换能器、波束合成模块、B型信号处理模块、彩色血流图像信号处理模块、显示模块，还包括上述的脉冲扫描***，其中，所述脉冲扫描***、发射与接收模块、超声换能器依次连接组成发射线路；所述超声换能器、发射与接收模块、波束合成模块依次连接，所述B型信号处理模块和彩色血流图像信号处理模块分别连接至波束合成模块接收波束合成模块发出的数据；所述B型信号处理模块和彩色血流图像信号处理模块的输出端连接到显示模块。

本发明的有益效果：本发明通过在超声彩色血流成像时，基于多波束技术，采用连续血流扫描进行成像，获得更好的血流信息。以Color扫描的脉冲重复周期(1/CPRF)为一个时间单位的一个连续血流扫描组(CCgroup)中，部分时间用于Color的扫描，部分时间用于B型扫描，以节省扫描时间。一个连续血流扫描组内的Color扫描包含所有取样框内的C扫描线，同一位置相邻Color扫描线时间间隔为1/CPRF，从而缩短了同一位置相邻Color扫描线时间间隔。

附图说明

图1是现有的超声***中连续血流图像与B型图像同时显示的扫描方式示意图；

图2是本发明的超声连续血流图像与B型图像同时显示的装置结构框图；

图3是本发明所提供的脉冲扫描***的结构框图；

图4是本发明所提供的连续血流图像与B型图像同时显示的方法的流程图；

图5是本发明所提供的扫描示意图；

图6是本发明中各扫描线之间具体扫描时间间隔的示意图；

图7是本发明中超声连续血流图像与B型图像同时显示的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

图2为本发明的超声连续血流成像与B型成像同时显示的装置的框图，脉冲扫描***21预先设置好扫描模式并产生脉冲信号，所述脉冲信号通过发射与接收模块23发送给超声换能器24，该超声换能器24将脉冲信号转换成超声波信号发送出去。当超声波信号接触体内组织后会产生回波，超声换能器24将接收到的回波传递给发射与接收模块23。所述发射与接收模块23接收到回波信号后，将回波信号送至波束合成模块25处理，提高回波信号的信噪比，再根据回波信号的性质，将所述波束合成模块输出的信号送往相应信号处理模块；与B型图像相关的，送往B型信号处理模块26以得到二维B型图像数据；与彩色血流图像相关的，送往Color信号处理模块27以得到彩色血流图像数据；最后，所述的B型图像数据和彩色血流图像数据经显示模块28组合，形成供显示屏同步显示的结果数据。

参见图3，为图2中脉冲扫描***的结构框图。脉冲扫描***21包括B型扫描脉冲产生模块210、Color扫描脉冲产生模块211、控制模块212。所述B型扫描脉冲产生模块210用于产生B型扫描脉冲；所述Color扫描脉冲产生模块211用于产生Color扫描脉冲，所述控制模块212用于控制发射脉冲的类型(即控制是B型扫描脉冲产生模块工作还是Color扫描脉冲产生模块工作)、形状、时序以及参与发射的阵元。所述控制模块212分别连接B型扫描脉冲产生模块210和Color扫描脉冲产生模块211。

参见图4，是本发明所提供的连续血流图像与B型图像同时显示的方法流程图。所述方法包括以下步骤：

S100：将发射与接收模块切换到发射状态；

S200：通过脉冲扫描***设定扫描脉冲的扫描方式，产生扫描脉冲，(具体的扫描方式设定请参阅下文)；

S300：发射扫描脉冲；

S400：将发射与接收模块切换到接收状态；

S500：超声换能器各阵元接收扫描脉冲的超声回波并转换成电信号；

S600：对转换后的电信号进行波束合成，并将B型信号与Color信号分开；

S700：分别通过B型信号处理模块和Color信号处理模块对B型信号和Color信号进行处理，得到B型图像数据和彩色血流图像数据；

S800：将B型图像数据和彩色血流图像数据组合，形成同步显示的数据，并同步显示血流图像和B型图像。

参见图5，给出了本发明的连续血流图像与B型图像同时显示的扫描方式示意图。脉冲扫描方法具体包括：通过一个交叉扫描包完成全部彩色血流图像的扫描。一个交叉扫描包中包含至少一个连续血流扫描组，所述连续血流扫描组以彩色血流图像扫描的脉冲重复周期为单位扫描时间，在每个单位扫描时间内，部分时间用于彩色血流图像的扫描，部分时间用于B型图像的扫描。其中，每个连续血流扫描组中包括一组完整的Color扫描线(C1、C2、......Cm)和至少一条B型扫描线，各个交叉扫描包中的B型扫描线组成一帧完整的B型扫描线(B1、B2、......Bn)，各个交叉扫描包中的一组Color扫描线组成一帧完整的Color扫描线。

在连续血流模式下，***通过多接收波束的方式，能够在减少发射线个数的前提下，获得相当大的扫描范围和横向分辨能力，因此，当B型扫描的脉冲重复频率较低时，可以通过一个交叉扫描包完成全部彩色血流图像的扫描。***以Color扫描的脉冲重复周期t为一个扫描单位，首先完成所有Color的扫描，然后利用剩余的时间完成几次B型图像的扫描。定义t时间实现连续血流图像和B型图像的同时显示。

其中，Color扫描的脉冲重复频率(CPRF)由用户选择的测速范围S的最大值、声音速度C及当前发射频率f决定，脉冲重复频率的计算公式为：

CPRF＝4f*S/C

所以脉冲重复周期t的计算公式为：

t＝C/(4f*S)

假定Color取样窗远端深度为D(参见图7)，完成一次Color扫描至少需要的时间T1为：

T1＝(2*D/C)

同理，假定B的最大深度为d(参见图7)，完成一次B型扫描至少需要的时间T2为：

T2＝(2*d/C)

综上，扫描以CCgroup为一组，首先进行Color的扫描，当Color扫描完成后，剩余时间进行B型扫描，B型扫描线随不同的CCgroup而变化。因此同一位置相邻彩色血流图像Color扫描线时间间隔为一个脉冲重复周期。在本实施例中，第一个CCgroup中B型扫描线为B1、B2、B3；第二个CCgroup中B型扫描线为B4、B5、B6；依次直至最后一个扫描线Bn扫描结束。每个CCgroup中B型扫描线的条数也是随CPRF等参数变化而变化的。

当Color信号的重复扫描次数为N时，每个扫描组CCgroup内可进行B型扫描的个数M为：

M＝floor[(t-N*T1)/T2]

其中，floor为向下取整函数，保证M的值为整数，如：floor(3.1)＝3；floor(4.9)＝4。

参见图6，给出了在图5的扫描方式下的扫描关系的一种示例，Color与Color扫描间隔为CTx，Color与B的扫描间隔为CTx，B型与B型的扫描间隔为BTx，B型与Color的扫描间隔为BTx。其中：

CTx＝T1；

BTx＝[(t-N*CTx)/M]。

此外，***的扫描时间间隔可以根据实际需要定义，***完成一帧B型扫描后，如果一帧Color扫描还没有结束，可以用任意一线B型的空扫描(例如最后一线B型的空扫描，即B型n的扫描)代替B型的扫描，直到一帧C扫描完成，用以保证Color扫描间隔不变。

图7是本发明的超声连续血流图像与B型图像同时显示的示意图，图中大的扇形区为B型图像显示区71，在B型图像的中间位置有一部分阴影区域为彩色血流图像显示区72，在实际的显示图像中，B型图像显示区显示人体被测组织的二维灰度图像，彩色血流图像显示区显示经过彩色编码形成的血流图像。

这样，本发明通过如上的扫描方式控制，对接收的回波分别进行B型信号和Color信号处理，实现了在连续血流成像下，Color与B型图像同时显示的方法。

本实施例还给出另一种扫描控制方式，例如对每个扫描间隔时间适当加大以补偿***在发射与接收间切换等因素的影响，可以先进行B型图像的扫描，然后进行Color图像的扫描。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种脉冲扫描方法，其特征在于，通过一个交叉扫描包完成全部彩色血流图像的扫描，所述交叉扫描包中包含至少一个扫描组，每个扫描组以彩色血流图像扫描的脉冲重复周期为单位扫描时间，在每个单位扫描时间内，部分时间用于彩色血流图像的扫描，部分时间用于B型图像的扫描；

每个扫描组中包括一组完整的彩色血流图像扫描线和至少一条B型扫描线，每个扫描组中的所有B型扫描线组成一帧完整的B型扫描线，每个扫描组中的一组彩色血流图像扫描线组成一帧完整的彩色血流图像扫描线；

当一帧B型图像扫描完成，而一帧彩色血流图像扫描还没有结束时，采用任意一线B型扫描的空扫描代替B型扫描，直到一帧彩色血流图像扫描完成；

脉冲重复周期的计算公式为：

t=C/(4f*S)

其中，t为脉冲重复周期，C为声音速度，f为当前发射频率，S为用户选择的测速范围的最大值；

完成一次彩色血流图像扫描至少需要的时间T1为：

T1=(2*D/C)

其中，D为彩色血流图像取样窗远端深度，C为声音速度；

完成一次B型扫描至少需要的时间T2为：

T2=(2*d/C)

其中，d为B型图像的最大深度，C为声音速度；

每个扫描组中B型扫描线条数M的计算公式：

M=floor[（t-N*T1）/T2]；

其中，M为B型扫描线条数，t为脉冲重复周期，N为一个扫描组中彩色血流图像扫描线的重复扫描次数，T1为完成一次彩色血流图像扫描至少需要的时间，T2为完成一次Ｂ型扫描至少需要的时间，floor为向下取整函数。

2.根据权利要求1所述的脉冲扫描方法，其特征在于，同一位置相邻彩色血流图像扫描线的时间间隔为一个脉冲重复周期。

3.根据权利要求2所述的脉冲扫描方法，其特征在于，彩色血流图像与彩色血流图像扫描的时间间隔为CTx,彩色血流图像与Ｂ型扫描的时间间隔为CTx,B型扫描与B型扫描的扫描间隔为BTx,B型扫描与彩色血流图像扫描的时间间隔为BTx，其中：

CTx=T1；

BTx=[（t-N*CTx）/M]。

4.一种脉冲扫描***，其特征在于，包括：

用于产生B型扫描脉冲的B型扫描脉冲产生模块；

用于产生彩色血流图像扫描脉冲的彩色血流图像扫描脉冲产生模块；

用于控制发射脉冲的类型、形状、时序以及参与发射的阵元的控制模块，

所述控制模块分别连接B型扫描脉冲产生模块和彩色血流图像扫描脉冲产生模块；

所述控制模块控制B型扫描脉冲产生模块和彩色血流图像扫描脉冲产生模块通过一个交叉扫描包完成全部彩色血流图像的扫描，所述交叉扫描包中包含至少一个扫描组，每个扫描组以彩色血流图像扫描的脉冲重复周期为单位扫描时间，在每个单位扫描时间内，部分时间用于彩色血流图像的扫描，部分时间用于B型图像的扫描；

每个扫描组中包括一组完整的彩色血流图像扫描线和至少一条B型扫描线，每个扫描组中的所有B型扫描线组成一帧完整的B型扫描线，每个扫描组中的一组彩色血流图像扫描线组成一帧完整的彩色血流图像扫描线；

当一帧B型图像扫描完成，而一帧彩色血流图像扫描还没有结束时，采用任意一线B型扫描的空扫描代替B型扫描，直到一帧彩色血流图像扫描完成；

脉冲重复周期的计算公式为：

t=C/(4f*S)

其中，t为脉冲重复周期，C为声音速度，f为当前发射频率，S为用户选择的测速范围的最大值；

完成一次彩色血流图像扫描至少需要的时间T1为：

T1=(2*D/C)

其中，D为彩色血流图像取样窗远端深度，C为声音速度；

完成一次B型扫描至少需要的时间T2为：

T2=(2*d/C)

其中，d为B型图像的最大深度，C为声音速度；

每个扫描组中B型扫描线条数M的计算公式：

M=floor[（t-N*T1）/T2]；

其中，M为B型扫描线条数，t为脉冲重复周期，N为一个扫描组中彩色血流图像扫描线的重复扫描次数，T1为完成一次彩色血流图像扫描至少需要的时间，T2为完成一次Ｂ型扫描至少需要的时间，floor为向下取整函数。

5.一种血流图像与B型图像同时显示的方法，其特征在于，包括：

采用权利要求1至3中任一项所述的脉冲扫描方法对图像进行扫描，产生扫描脉冲；

发射扫描脉冲；

接收扫描脉冲的超声回波并转换成电信号；

对转换后的电信号进行波束合成，并将B型图像信号与彩色血流图像信号分开；

对B型图像信号和彩色血流图像信号分别进行处理，得到B型图像数据和彩色血流图像数据；

将B型图像数据和彩色血流图像数据组合，形成同步显示的数据；

同时显示血流图像与B型图像。

6.一种血流图像与B型图像同时显示的***，包括：发射与接收模块、超声换能器、波束合成模块、B型信号处理模块、彩色血流图像信号处理模块、显示模块，其特征在于，还包括权利要求4所述的脉冲扫描***，其中，所述脉冲扫描***、发射与接收模块、超声换能器依次连接组成发射线路；所述超声换能器、发射与接收模块、波束合成模块依次连接，所述B型信号处理模块和彩色血流图像信号处理模块分别连接至波束合成模块接收波束合成模块发出的数据；所述B型信号处理模块和彩色血流图像信号处理模块的输出端连接到显示模块。

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