超聲設(shè)備的自動校準(zhǔn)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療超聲診斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于超聲設(shè)備的自動校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲成像因為其無創(chuàng)性、實時性、操作方便、價格便宜等諸多優(yōu)勢，使其成為臨床上應(yīng)用最為廣泛的診斷工具之一。超聲多普勒血流成像是超聲成像中的一種重要成像模式，在臨床上的應(yīng)用極其普遍。
[0003]在多普勒血流成像過程中，由于人體的各種組織的血管內(nèi)血流速度各不相同，所以需要針對不同的掃查部位調(diào)節(jié)各種掃查參數(shù)，以達(dá)到最佳的成像目的，相應(yīng)的，需要掃查醫(yī)生具有豐富的操作經(jīng)驗，每次切換掃查時，均需要人工介入，花費一定的時間調(diào)整各種掃查參數(shù);所述掃查參數(shù)包括:脈沖重復(fù)頻率，以PRF表示;增益，以Gain表示;取樣包次數(shù)，壁濾波水平，以Wal 1 fiIter表示;還有其他掃查參數(shù)，不再一一列舉。
[0004]如圖1所示，一般的超聲成像流程為:組織和血流的背向散射信號由換能器接收轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔M信號，通過接收放大，再由A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；各個不同基元的數(shù)字信號經(jīng)過波束合成模塊，合成為射頻RF數(shù)字回波信號。射頻信號經(jīng)過正交解調(diào)后，將正交解調(diào)結(jié)果I/Q信號送入相應(yīng)的處理模塊。
[0005]對于超聲多普勒彩色成像系統(tǒng)，根據(jù)其實現(xiàn)的方法不同，又可簡單分為窄帶彩色血流成像系統(tǒng)和寬帶彩色血流成像系統(tǒng)。當(dāng)前商業(yè)彩色血流成像儀所廣泛采用的是窄帶成像系統(tǒng)。結(jié)合圖2所示，窄帶彩色血流成像系統(tǒng)中，對各次(取樣包次數(shù)為8?64次)脈沖RF回波信號進(jìn)行正交解調(diào)，通過壁濾波器濾除靜止或緩慢運動組織產(chǎn)生的雜波信號，就得到了血流多普勒信號，再利用相域自相關(guān)算法估計出平均流速、功率和方差，最后將上述信息進(jìn)行匯總，再經(jīng)過數(shù)字掃描變換器，就得到了二維平面的血流信息分布圖。自相關(guān)流速估計算法在信噪比較低的情況下仍能取得比較理想的效果，而且計算量小、便于實現(xiàn)，采用該算法的窄帶系統(tǒng)也是彩色血流成像儀中相對比較成熟的系統(tǒng)。然而，自相關(guān)算法是一種基于相位變化的估計方法，而觀察相位變化的采樣間隔為兩次掃查線之間的時間間隔，兩次掃查之間的采樣率為脈沖重復(fù)頻率PRF，根據(jù)采樣定理，當(dāng)相位變化即流速超過PRF的1/2(Nyquist頻率)時，必然會發(fā)生混疊，導(dǎo)致估計錯誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種超聲設(shè)備的自動校準(zhǔn)方法及系統(tǒng)。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式的超聲設(shè)備的自動校準(zhǔn)方法，所述方法包括以下步驟:
S1、配置取樣包次數(shù)為最大值；
同時，將當(dāng)前掃查位置的掃查線依次表示為Slnl，Sln2，‘"SlnN，N = PacketMax，所述PacketMax為取樣包次數(shù)的最大值； 52、根據(jù)時域互相關(guān)算法，分別獲取當(dāng)前掃查位置下、每條掃查線上、并分別處于不同掃查深度下的各個掃查點的速度值；
分別將當(dāng)前掃查位置的每個掃查深度下的全部速度值合并為獨立的速度序列；
53、獲取每個速度序列對應(yīng)的能量值序列；
54、根據(jù)所述速度序列及其對應(yīng)的能量值序列，獲取每一個掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩?，所述區(qū)域?qū)傩园?噪聲區(qū)、待增強(qiáng)速度區(qū)、有效速度區(qū)；
55、根據(jù)當(dāng)前掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩砸约八鏊俣刃蛄姓{(diào)整超聲設(shè)備的掃查參數(shù)，所述超聲設(shè)備的掃查參數(shù)為:脈沖重復(fù)頻率、采樣包的次數(shù)、以及增益。
[0008]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2具體包括:
根據(jù)當(dāng)前位置的最大掃查深度，以及超聲設(shè)備的脈沖重復(fù)頻率配置相鄰兩條掃查線的相對搜索范圍A D;
按序獲取每條掃查線在不同深度下的m個掃查點；
在所述相對搜索范圍A D內(nèi)，根據(jù)當(dāng)前掃查線的當(dāng)前采樣深度，并以相同間隔距離，依次在與當(dāng)前掃查線相鄰的下一條掃查線上獲取W組采樣點，每組采樣點的總數(shù)量均為m;
將當(dāng)前掃查線上同一深度下的m個采樣點分別與其相鄰的下一條掃查線上的W組采樣點做互相關(guān)計算，并分別獲取W個互相關(guān)值；
獲取W個互相關(guān)值中的最大互相關(guān)值，并獲取當(dāng)前掃查線的當(dāng)前深度下，其相鄰掃查線上與其具有最大互相關(guān)值的中心掃查點坐標(biāo)；
根據(jù)所述中心掃查點的坐標(biāo)、當(dāng)前掃查線的最大掃查深度、超聲的傳播速度、超聲設(shè)備的采樣頻率、超聲設(shè)備的最大探測速度、當(dāng)前掃查線對應(yīng)的脈沖重復(fù)頻率，分別獲取當(dāng)前掃查位置下、每條掃查線上、并分別處于不同掃查深度下的各個掃查點的速度值；
分別將當(dāng)前掃查位置的每個掃查深度下的全部速度值合并為獨立的速度序列。
[0009]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4具體包括:
配置速度均方差閾值、平均速度閾值、能量閾值和組織能量閾值；
分別根據(jù)各個所述速度序列獲取其對應(yīng)的速度均方差和平均速度；
分別根據(jù)各個所述能量值序列獲取其對應(yīng)的平均能量值；
根據(jù)各個所述速度序列對應(yīng)的速度均方差、平均速度、平均能量值以及速度均方差閾值、平均速度閾值、能量閾值和組織能量閾值的大小確定當(dāng)前掃查位置下的每一個掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩浴?br>[0010]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S5中“根據(jù)當(dāng)前掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩砸约八鏊俣刃蛄姓{(diào)整超聲設(shè)備的增益”具體包括:
查詢所述噪聲區(qū)的每個速度序列對應(yīng)的平均能量值，獲取其中的最大平均能量值，以及獲取所述待增強(qiáng)速度區(qū)中的最小平均能量值；
根據(jù)每一個掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩?、所述最大平均能量值、所述最小平均能量值，以及能量閾值調(diào)整超聲設(shè)備的增益。
[0011]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S5中“根據(jù)當(dāng)前掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩砸约八鏊俣刃蛄姓{(diào)整超聲設(shè)備的脈沖重復(fù)頻率”具體包括:
查詢所述有效速度區(qū)的每個速度序列對應(yīng)的平均速度；
對所述有效速度區(qū)的各個所述平均速度做中值濾波或者平均濾波處理，并搜索具有最大值的平均速度；
根據(jù)所述有效速度區(qū)中具有最大值的平均速度、超聲設(shè)備的發(fā)生頻率、超聲的傳播速度調(diào)整超聲設(shè)備的脈沖重復(fù)頻率。
[0012]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S5中“根據(jù)當(dāng)前掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩砸约八鏊俣刃蛄姓{(diào)整超聲設(shè)備的采樣包次數(shù)”具體包括:
查詢所述有效速度區(qū)的每個所述速度序列對應(yīng)的各個速度值；
獲取其中的最大速度值和最小速度值，并分別記錄其分屬的掃查線位置；
根據(jù)獲取的掃查線位置調(diào)整超聲設(shè)備的采樣包次數(shù)。
[0013]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式的超聲設(shè)備的自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
配置模塊，用于配置取樣包次數(shù)為最大值；
同時，將當(dāng)前掃查位置的掃查線依次表示為Slnl，Sln2，‘"SlnN，N = PacketMax，所述PacketMax為取樣包次數(shù)的最大值；
數(shù)據(jù)獲取模塊，根據(jù)時域互相關(guān)算法，分別獲取當(dāng)前掃查位置下、每條掃查線上、并分別處于不同掃查深度下的各個掃查點的速度值；
分別將當(dāng)前掃查位置的每個掃查深度下的全部速度值合并為獨立的速度序列；
并獲取每個速度序列對應(yīng)的能量值序列；
數(shù)據(jù)處理模塊，用于根據(jù)所述速度序列及其對應(yīng)的能量值序列，獲取每一個掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩?，所述區(qū)域?qū)傩园?噪聲區(qū)、待增強(qiáng)速度區(qū)、有效速度區(qū)；
根據(jù)當(dāng)前掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩砸约八鏊俣刃蛄姓{(diào)整超聲設(shè)備的掃查參數(shù)，所述超聲設(shè)備的掃查參數(shù)為:脈沖重復(fù)頻率、采樣包的次數(shù)、以及增益。
[0014]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)獲取模塊具體用于:
根據(jù)當(dāng)前位置的最大掃查深度，以及超聲設(shè)備的脈沖重復(fù)頻率配置相鄰兩條掃查線的相對搜索范圍A D;
按序獲取每條掃查線在不同深度下的m個掃查點；
在所述相對搜索范圍A D內(nèi)，根據(jù)當(dāng)前掃查線的當(dāng)前采樣深度，并以相同間隔距離，依次在與當(dāng)前掃查線相鄰的下一條掃查線上獲取W組采樣點，每組采樣點的總數(shù)量均為m;
將當(dāng)前掃查線上同一深度下的m個采樣點分別與其相鄰的下一條掃查線上的W組采樣點做互相關(guān)計算，并分別獲取W個互相關(guān)值；
獲取W個互相關(guān)值中的最大互相關(guān)值，并獲取當(dāng)前掃查線的當(dāng)前深度下，其相鄰掃查線上與其具有最大互相關(guān)值的中心掃查點坐標(biāo)；
根據(jù)所述中心掃查點的坐標(biāo)、當(dāng)前掃查線的最大掃查深度、超聲的傳播速度、超聲設(shè)備的采樣頻率、超聲設(shè)備的最大探測速度、當(dāng)前掃查線對應(yīng)的脈沖重復(fù)頻率，分別獲取當(dāng)前掃查位置下、每條掃查線上、并分別處于不同掃查深度下的各個掃查點的速度值；
分別將當(dāng)前掃查位置的每個掃查深度下的全部速度值合并為獨立的速度序列。
[0015]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體用于:
“根據(jù)當(dāng)前掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩砸约八鏊俣刃蛄姓{(diào)整超聲設(shè)備的增益”具體包括:
配置速度均方差閾值、平均速度閾值、能量閾值和組織能量閾值； 分別根據(jù)各個所述速度序列獲取其對應(yīng)的速度均方差和平均速度；
分別根據(jù)各個所述能量值序列獲取其對應(yīng)的平均能量值；
根據(jù)各個所述速度序列對應(yīng)的速度均方差、平均速度、平均能量值以及速度均方差閾值、平均速度閾值、能量閾值和組織能量閾值的大小確定每個掃查位置下的每一個掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩浴?br>[0016]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體用于:
查詢所述噪聲區(qū)的每個速度序列對應(yīng)的平均能量值，獲取其中的最大平均能量值，以及獲取所述待增強(qiáng)速度區(qū)中的最小平均能量值；
根據(jù)每一個掃查深度對應(yīng)的區(qū)域?qū)傩?、所述最大平均能量值、所述最小平均能量值，以及能量閾值調(diào)整超聲設(shè)備的增益。
[0017]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體用于: