本发明公开了一种脉冲扫描方法、超声成像方法及系统。所述脉冲扫描方法是以一个脉冲重复周期为单位扫描时间,在一个单位扫描时间内全部进行彩色血流图像扫描或者全部进行B型图像扫描。所述脉冲扫描系统包括阈值设定模块、彩色血流图像扫描组和B型图像扫描组数量确定模块、阈值判断模块、控制模块、B型扫描脉冲产生模块、彩色血流图像扫描脉冲产生模块,其中,所述阈值设定模块、彩色血流图像扫描组和B型图像扫描组数量确定模块、阈值判断模块和控制模块依次连接,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分别连接在控制模块上。采用本发明可实现在高测速范围条件下的血流图像与B型图像同时显示。
1.一种脉冲扫描方法,其特征在于,扫描一帧彩色血流图像所用的时间由多个单位扫描时间组成,一个单位扫描时间等于一个彩色血流图像扫描组的脉冲重复周期,在一个单位扫描时间内全部进行彩色血流图像扫描或者全部进行B型图像扫描;在扫描一帧彩色血流图像时,仅在部分单位扫描时间内全部进行彩色血流图像扫描或者全部进行B型图像扫描;一个单位扫描时间内的所有扫描为一个扫描组,进行彩色血流图像扫描的为彩色血流图像扫描组,进行B型图像扫描的为B型图像扫描组;所述方法还包括:发射彩色血流图像扫描组,且每间隔至少一个彩色血流图像扫描组后发射一个B型图像扫描组,直到一帧彩色血流图像和一帧B型图像均扫描完毕;每个彩色血流图像扫描组中包括一组完整彩色血流图像扫描线,每个B型图像扫描组中包括一帧B型图像扫描线中的至少一条B型扫描线,每个B型图像扫描组中的B型扫描线组成一帧完整的B型扫描线;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且所述方法还包括以下步骤:步骤S210:设定一个阈值Th;步骤S220:确定完成一帧彩色血流图像扫描所需的扫描组即彩色血流图像扫描组的个数P和完成一帧B型扫描所需的扫描组即B型图像扫描组的个数Q;步骤S230:设置一个参数K,其中,K=floor(P/Q),判断K是否大于等于阈值Th,若是则执行步骤S240,若否则执行步骤S250;步骤S240:在P个彩色血流图像扫描组内以预设时间参数T为间隔的间断位置分别完成一个B型图像扫描组,其余位置完成彩色血流图像扫描,且K≥T≥Th;步骤S250:在P个彩色血流图像扫描组内以阈值Th为间隔的间断位置分别完成B型扫描,其余位置完成彩色血流图像扫描。
2.根据权利要求1所述的脉冲扫描方法,其特征在于,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。
3.根据权利要求1所述的脉冲扫描方法,其特征在于,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。
4.根据权利要求3所述的脉冲扫描方法,其特征在于,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。
5.根据权利要求4所述的脉冲扫描方法,其特征在于,每个B型图像扫描组中B扫描线条数M的计算公式:M=floor[t/T2]其中,M为B扫描线条数,t为脉冲重复周期,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。
6.根据权利要求4所述的脉冲扫描方法,其特征在于,彩色血流图像扫描与彩色血流图像扫描间隔为CTx,彩色血流图像扫描与B型扫描间隔为CTx,B型扫描与B型扫描的时间间隔为BTx,B型扫描与彩色血流图像扫描的时间间隔为BTx,其中:CTx=t/LCBTx=t/M其中,t为脉冲重复周期,LC为预先设定的一个彩色血流图像扫描组中扫描线的条数,M为B型图像扫描组中B型扫描线条数。
7.一种超声成像方法,其包括:采用权利要求1至6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。
8.根据权利要求7所述的超声成像方法,其特征在于,所述对彩色血流图像信号进行处理的具体步骤包括:对彩色血流图像信号进行正交解调;将正交解调后的信号送入间隙填充环节,通过相邻的两个彩色血流图像扫描组估计出被B型扫描所间断的彩色血流图像信号,获得完整的彩色血流图像信号;通过完整的彩色血流图像信号获得彩色血流图像数据。技术领域
本发明涉及一种医用超声系统中超声成像领域,尤其涉及的是一种高测速范围下的脉冲扫描方法及系统,以及利用该脉冲扫描方法及系统的血流图像与B型图像同时显示的超声成像方法和系统。xa0
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。现有的超声成像系统通常采用多阵元探头,在这种系统中,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。超声诊断系统提取超声回波中的信息,形成各种成像模式显示。xa0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型图像相关的,送往二维B型图像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,送往彩色血流图像(Color)信号处理模块以得到彩色血流图像数据;最后,B型图像数据、彩色血流数据经显示模块组合,形成同步显示的图像。xa0彩色血流成像模式(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。xa0现有的系统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,为现有的一种扫描脉冲扫描方式,系统首先扫描一帧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xa0ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="78"/>表示,Color扫描以符号xa0ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="85"/>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为交叉扫描数,由Color扫描的脉冲重复频率(CPRF)和取样深度(D)决定,P为Color信号的重复扫描次数,由系统预先确定。xa0现有的扫描方式存在以下缺点:xa01、该扫描方式帧率较低;xa02、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。xa0因此,现有技术还有待于改进和发展。xa0
发明内容
本发明的目的在于提供一种高测速范围下的脉冲扫描方法、血流图像与B型图像同时显示的超声成像方法及系统,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;同时还能够适应较高测速范围或取样深度时,提高系统的帧率。xa0本发明的技术方案如下:xa0一种脉冲扫描方法,扫描一帧彩色血流图像所用的时间由多个单位扫描时间组成,一个单位扫描时间等于一个彩色血流图像扫描组的脉冲重复周期,在一个单位扫描时间内全部进行彩色血流图像扫描或者全部进行Bxa0型图像扫描。在扫描一帧彩色血流图像时,仅在部分单位扫描时间内全部进行彩色血流图像扫描或者全部进行B型图像扫描。xa0一种脉冲扫描系统,包括:用于设定阈值的阈值设定模块;用于确定完成一帧B型图像和一帧彩色血流图像所需的B型图像扫描组和彩色血流图像扫描组的个数的彩色血流图像扫描组和B型图像扫描组数量确定模块;用于判断B型图像扫描组的扫描间隔数是否大于等于设定阈值的阈值判断模块;用于控制发射脉冲的扫描方式的控制模块;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;其中,所述阈值设定模块、彩色血流图像扫描组和B型图像扫描组数量确定模块、阈值判断模块和控制模块依次连接,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分别连接在控制模块上。xa0一种超声成像方法,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。xa0一种超声成像系统,包括:发射与接收模块、超声换能器、波束合成模块、B信号处理模块、Color信号处理模块、显示模块,还包括权利要求10所述的脉冲扫描系统、正交解调模块、间隙填充模块;所述脉冲扫描系统、发射与接收模块、超声换能器依次连接组成发射线路将扫描脉冲发射出去;所述超声换能器、发射与接收模块、波束合成模块依次连接组成接收线路接收回拨信号,所述B型图像信号处理模块连接至波束合成模块接收波束合成模块发出的数据,经处理后送入到显示模块;所述波束合成模块、正交解调模块、间隙填充模块、Color信号处理模块、显示模块依次连接将波束合成后的彩色血流图像数据处理后送入显示模块。xa0本发明的有益效果:本发明提出在高测速范围下血流图像与B型图像同时显示的超声成像方法,以Color信号脉冲重复周期为单位时间,根据设定的扫描规律,分别扫描Color扫描组(彩色血流图像扫描组,CCgroup)和B型图像扫描组。被B型扫描打断的Color扫描,可通过间隙填充方法恢复,最终完成高测速范围条件下的血流图像与B型图像同时显示的目的。xa0
附图说明
图1为现有的血流图像与B型图像同时显示的扫描方法的扫描示意图;xa0图2为现有的低测速范围下血流图像与B型图像同时显示的扫描方法的扫描示意图;xa0图3为本发明的血流图像与B型图像同时显示的超声系统结构框图;xa0图4为本发明实施例所提供的脉冲扫描系统的结构框图;xa0图5是本发明的血流图像与B型图像同时显示的方法流程图;xa0图6是本发明所提供的扫描方式控制方法的流程图;xa0图7为本发明中B型扫描组与Color扫描组交替扫描的示意图;xa0图8为本发明中B型扫描线与Color扫描线的扫描时序控制示意图;xa0图9为本发明中各扫描线之间具体扫描时间间隔示意图;xa0图10为本发明中血流图像与B型图像同时显示的效果图。xa0
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。xa0参见图3为本发明的超声血流图像与B型图像同时显示的超声系统结构框图,其包括:脉冲扫描系统21、发射与接收模块23、超声换能器24、波束合成模块25、B型图像信号处理模块26、正交解调模块271、间隙填充模块272、彩色血流图像信号处理模块273、显示模块28。xa0发射与接收模块23先被切换到发射状态,系统通过脉冲扫描系统21设定扫描脉冲的扫描方式,其中还包括控制发射脉冲的类型、形状、延时以及参与发射的阵元等,使发射的超声波聚焦到预定扫描线上的预定焦点位置。然后,所述发射与接收模块23切换到接收状态,超声回波经超声换能器24各阵元接收转换成电信号。该电信号经时间增益波长放大器放大,以补偿不同深度下的超声波衰减;再送往波束合成模块25,调整各阵元回波的延时并进行变迹,以提高当前接收扫描线回波信号的信噪比。xa0经波束合成模块25处理的数据,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型图像相关的,送往B型图像信号处理模块26以得到二维B型图像数据;与彩色血流图像相关的,送往彩色血流图像信号处理模块273以得到彩色血流图像数据。xa0彩色血流图像信号首先经正交解调模块271正交解调;信号经过正交解调后进入间隙填充模块272,在间隙填充环节,估计被B型扫描所间断的Color扫描,保证血流信号的连续性;然后再通过彩色血流图像信号处理模块273处理获得血流速度方差能量等信息。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。xa0参见图4为本发明实施例所提供的脉冲扫描系统的结构框图。其包括:阈值设定模块210、彩色血流图像扫描组和B型图像扫描组数量确定模块211、阈值判断模块212、控制模块213、B型扫描脉冲产生模块214、彩色血流图像扫描脉冲产生模块215。其中所述阈值设定模块210、彩色血流图像扫描组和B型图像扫描组数量确定模块211、阈值判断模块212和控制模块213依次连接,B型扫描脉冲产生模块214和彩色血流图像扫描脉冲产生模块215分别连接在控制模块213上。xa0所述阈值设定模块210用于设定一个阈值Th,所述阈值为相邻两个B型图像扫描组之间间隔的Color扫描组的个数的最小值,即每两个相邻的B型图像扫描组之间间隔的Color扫描组的个数必须大于等于该阈值,用于xa0保证间隙填充效果。xa0所述彩色血流图像扫描组和B型图像扫描组数量确定模块211用于确定完成一帧B型图像和一帧Color图像所需的B型图像扫描组和Color扫描组的个数。B型图像扫描组的个数记作Q;Color扫描组的个数记作P。xa0所述阈值判断模块212用于判断B型图像扫描组的扫描间隔数是否大于等于设定阈值;根据公式K=floor(P/Q)得出一个参数K,该参数K为Color扫描组相对于B型图像扫描组的倍数,其中,floor为向下取整函数。。若该参数K小于阈值Th,所述控制模块213则设定系统的扫描规则为每隔Th个Color扫描组扫描一个B型图像扫描组;若该参数K大于阈值Th,所述控制模块213则设定系统的扫描规则为每隔T个Color扫描组扫描一个B型图像扫描组(其中,K≥T≥Th)。xa0所述控制模块213还用于控制B型扫描脉冲产生模块214和彩色血流图像扫描脉冲产生模块215的工作时序、扫描脉冲的形状以及选择参与发射脉冲的阵元。xa0所述B型扫描脉冲产生模块214用于产生B型扫描脉冲。xa0所述彩色血流图像扫描脉冲产生模块215用于产生Color扫描脉冲。xa0参见图5为本发明的方法流程图,具体包括:xa0S100:将发射与接收模块切换到发射状态;xa0S200:通过脉冲扫描系统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);xa0S300:发射扫描脉冲;xa0S400:将发射与接收模块切换到接收状态;xa0S500: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;xa0S600: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xa0开;xa0S700:分别通过B型图像信号处理模块和Color信号处理模块对B型图像信号和Color信号进行处理,得到B型图像数据和彩色血流图像数据;xa0S800:将B型图像数据和彩色血流数据组合,形成同步显示的数据。xa0在步骤S700中,Color信号处理模块对Color信号进行处理的具体步骤包括:xa0S720:对Color信号进行正交解调处理;xa0S721:将正交解调后的信号送入间隙填充环节,通过相邻的两个Color扫描组估计出被B型扫描所间断的Color信号,获得完整的彩色血流图像信号;xa0S722:通过完整的彩色血流图像信号获得彩色血流图像数据。xa0参见图6为本发明所提供的扫描方式控制方法流程图,具体包括:xa0步骤S210:设定一个阈值Th;xa0步骤S220:确定完成一帧彩色血流图像扫描所需的扫描组的个数P和完成一帧B型扫描所需的扫描组的个数Q;xa0步骤S230:设置一个参数K,其中,K=floor(P/Q),判断K是否大于等于阈值Th,若是则执行步骤S240,若否则执行步骤S250;xa0步骤S240:在P个Color扫描组内以T(K≥T≥Th)为间隔的间断位置分别完成一个B型图像扫描组,其余位置完成彩色血流图像扫描;xa0步骤S250:在P个Color扫描组内以阈值Th为间隔的间断位置分别完成B型扫描,其余位置完成彩色血流图像扫描。xa0假设系统完成一帧Color扫描需要Color扫描组(CCgroup)的个数为xa0P,完成一帧B型扫描所需要B型图像扫描组(BCgroup)的个数为Q。令K=floor(P/Q),K即为两个相邻的B型图像扫描组间的Color扫描组的个数,为保证系统间隙填充效果,K设定一个阈值Th。xa0若K≥Th,系统则定义扫描规则为:在P个Color扫描组内以T(K≥T≥Th)为间隔的间断位置分别完成一个B型图像扫描组,其余位置完成Color的扫描。xa0若K