CN111436971B

CN111436971B - 一种超声混响伪像抑制方法

Info

Publication number: CN111436971B
Application number: CN202010314010.8A
Authority: CN
Inventors: 李斌; 李德来; 周桂荣; 林武平
Original assignee: Shantou Ultrasonic Instrument Research Institute Co ltd
Current assignee: Shantou Ultrasonic Instrument Research Institute Co ltd
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2022-06-10
Anticipated expiration: 2040-04-20
Also published as: CN111436971A

Abstract

本发明公开了一种超声混响伪像抑制方法，包括如下步骤：参数设置，超声波探测，超声图像帧分类，自相关值曲线获取，混响抑制，整帧处理，抑制图像帧获取。本发明的一种超声混响伪像抑制方法通过相关系数的计算，获取到自相关值曲线，在通过自相关值曲线与检测线的相乘，从而将混响消除，从而达到最终抑制伪像的目的，并且，采用两个不同脉冲重复频率，使相邻两帧的图像中，混响反射点的位置的差异性，来更大幅度的消除混响，同时采用两个不同脉冲重复频率所产生的混响计算后的相关系数进行相乘来得出同时适用于两帧的自相关值曲线，能够更大程度的保障所需成像不被抑制，保证超声成像不失真，从而不影响成像后图像中待检测组织的真实结构。

Description

一种超声混响伪像抑制方法

技术领域

本发明属于超声成像技术领域，具体地说，涉及一种超声混响伪像抑制方法。

背景技术

超声成像是利用超声声束扫描人体，通过对反射信号的接收、处理，以获得体内器官的图象。常用的超声仪器有多种：A型(幅度调制型)是以波幅的高低表示反射信号的强弱，显示的是一种“回声图”。M型(光点扫描型)是以垂直方向代表从浅至深的空间位置，水平方向代表时间，显示为光点在不同时间的运动曲线图。以上两型均为一维显示，应用范围有限。B型(辉度调制型)即超声切面成象仪，简称“B超”。是以亮度不同的光点表示接收信号的强弱，在探头沿水平位置移动时，显示屏上的光点也沿水平方向同步移动，将光点轨迹连成超声声束所扫描的切面图，为二维成象。至于D型是根据超声多普勒原理制成.C型则用近似电视的扫描方式，显示出垂直于声束的横切面声象图。近年来，超声成象技术不断发展，如灰阶显示和彩色显示、实时成象、超声全息摄影、穿透式超声成像、超声计并机断层圾影、三维成象、体腔内超声成像等。

混响是超声成像中的固有问题，混响的产生取决于待检测组织的复杂程度，并且混响所组成的伪像可能影响到成像区域的真实结构，严重情况下可能导致误诊。如图1所示，是一个待检测组织的示意图，由6个强反射点组成，，分别放置在深度为0，10，20，30，40和60mm的位置。常规超声检测，需要成像的点在40mm的位置以内，在检测后，其结果如图2所示，在60mm位置的反射回波会在后续检测中产生混响，即图2中处于纵坐标2500左右幅度较大的横向成像，其即为本发明所称伪像，因此，如何消除混响，抑制伪像是超声领域的惯有技术难题。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种能够有效消除超声混响，抑制超声伪像的超声混响伪像抑制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：

一种超声混响伪像抑制方法，包括如下步骤：

参数设置，对超声检测仪器进行参数设置，将发射的脉冲重复频率设置为T1、T2两个脉冲重复频率，并且T1、T2进行交替发射；

超声波探测，对待检测部位按照参数设定进行超声波探测，并对应接收超声回波，形成对应的超声图像帧；

超声图像帧分类，图像帧按照脉冲重复频率的不同将超声图像帧分成奇数帧与偶数帧；

自相关值曲线获取，取相邻的奇数帧与偶数帧作为基础，分别取其中形成超声图像帧相对应的第I条检测线，分别对组成检测线的每个点p成对进行自相关系数计算，获得自相关值曲线

混响抑制，将自相关值曲线分别与奇数帧与偶数帧的第I条检测线进行相乘，从而获取到奇数抑制检测线与偶数抑制检测线；

整帧处理，依据自相关值曲线获取与混响抑制两个步骤重复对奇数帧与偶数帧中的除第I条检测线以外的所有检测线进行处理，获得奇数抑制检测线组与偶数抑制检测线组；

抑制图像帧获取，将奇数抑制检测线组与偶数抑制检测线组分别组合形成超声图像，获得奇数抑制图像帧与偶数抑制图像帧。

具体的，所述脉冲重复频率T1的脉冲发射周期为集合{T，T+ΔT，T，T+ΔT，T，T+ΔT，……}，所述脉冲重复频率T2的脉冲发射周期为集合{T+ΔT，T，T+ΔT，T，T+ΔT，T，……}，所述奇数帧对应脉冲重复频率T1，所述偶数帧对应脉冲重复频率T2。

具体的，所述自相关值曲线获取步骤中，p点的自相关系数的计算公式为：

其中M为p点的前后辅助计算点，M>0；

x_p为奇数线p点位置处的信号值、y_p为偶数线p点位置处的信号值，mx为奇数线M个辅助计算点中对应的信号值平均值、my为偶数线M个辅助计算点中对应的信号值平均值。

具体的，其中M的取值一般取p点前面的第M/2个点以及p点后面的第M/2-1个点，若p点前面和/或后面的点数量不足M/2个和/或M/2-1个时，以0作为信号值对缺少的点进行补充。

优选的，所述M＝200。

优选的，所述r_p的取值范围为[0,1]。

优选的，其中T＝53.2ms，ΔT＝0.7ms。

具体的，所述超声波探测步骤中，超声探头的一帧发射次数为64～4096，即一帧发射对应64～4096条检测线。

本发明具有以下有益效果：通过相关系数的计算，获取到自相关值曲线，在通过自相关值曲线与检测线的相乘，从而将混响消除，从而达到最终抑制伪像的目的，并且，采用两个不同脉冲重复频率，使相邻两帧的图像中，混响反射点的位置的差异性，来更大幅度的消除混响，同时采用两个不同脉冲重复频率所产生的混响计算后的相关系数进行相乘来得出同时适用于两帧的自相关值曲线，能够更大程度的保障所需成像不被抑制，保证超声成像不失真，从而不影响成像后图像中待检测组织的真实结构。

附图说明

图1为本发明的待检测组织示意图。

图2为本发明常规检测混响超声图像示意图。

图3为本发明实施例的奇数帧第I条检测线示意图。

图4为图3中横坐标17.5～19区域的放大示意图。

图5为本发明实施例的偶数帧第I条检测线示意图。

图6为图5中横坐标17.5～19区域的放大示意图。

图7为图3与图5曲线组合示意图。

图8为图7中横坐标17.5～19区域的放大示意图。

图9为本发明实施例的自相关值曲线示意图。

图10为图9中横坐标17.5～19区域的放大示意图。

图11为本发明实施例的奇数帧第I条检测线混响抑制后示意图。

图12为图9中横坐标17.5～19区域的放大示意图。

图13为本发明实施例的混响抑制超声图像示意图.

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。

实施例：

本发明实施例的一种超声混响伪像抑制方法，包括如下步骤：

参数设置，对超声检测仪器进行参数设置，将发射的脉冲重复频率设置为T1、T2两个脉冲重复频率，并且T1、T2进行交替发射；具体的，所述脉冲重复频率T1的脉冲发射周期为集合{T，T+ΔT，T，T+ΔT，T，T+ΔT，……}，所述脉冲重复频率T2的脉冲发射周期为集合{T+ΔT，T，T+ΔT，T，T+ΔT，T，……}，所述奇数帧对应脉冲重复频率T1，所述偶数帧对应脉冲重复频率T2。优选的，本实施例中采用的T＝53.2ms，ΔT＝0.7ms。实际T1与T2均由T与T+ΔT组成，其主要的区别在于先后顺序的区别，该操作主要使奇数帧与偶数帧成像后，混响位置相对出现一定差异性，但实际成像由于需求一致，因此，所成超声图像位置基本一致。该设置主要能够在进行混响消除时，将对实际要成像的位置处的影响减小，最大程度的保证图像不会失真。

超声波探测，对待检测部位按照参数设定进行超声波探测，并对应接收超声回波，形成对应的超声图像帧；具体的，所述超声波探测步骤中，超声探头的一帧发射次数为64～4096，即一帧发射对应64～4096条检测线。多条的检测线组合起来形成超声图像帧，多帧图像形成动态的超声图像。

超声图像帧分类，图像帧按照脉冲重复频率的不同将超声图像帧分成奇数帧与偶数帧；每次计算是均是取相邻的两帧，相邻的两帧必为一帧奇数帧与一帧偶数帧。

自相关值曲线获取，取相邻的奇数帧与偶数帧作为基础，分别取其中形成超声图像帧相对应的第I条检测线，如图3为奇数帧的第I条检测线的曲线图，图4为其深度17.5～19mm的位置处的局部放大图；图5为偶数帧的第I条检测线的曲线图，图6为其深度17.5～19mm的位置处的局部放大图，为了方便比对，将奇数帧与偶数帧合并来看如图7所示，可以明显看出，混响位置是有具体变化的，这就是T1、T2两个不同的脉冲重复频率所达到的效果，图8为其深度17.5～19mm的位置处的局部放大图，能更好的看到奇数帧与偶数帧中混响位置的区别。

随后，分别对组成检测线的每个点p分别进行自相关系数计算，将各个自相关系数进行组合，形成相关值曲线；如图9所示，其17.5～19位置的放大如图10所示，可以看出，自相关值曲线存在较大波幅的为混响所存在的对应位置，因此可以用于对奇数帧与偶数帧进行处理。

具体的，p点的自相关系数的计算公式为：

其中M为p点的前后辅助计算点，M>0；M的取值一般取p点前面的第M/2个点以及p点后面的第M/2-1个点，若p点前面和/或后面的点数量不足M/2个和/或M/2-1个时，以0为信号值对缺少的点进行补充。优选的，所述M＝200。

x_p为奇数线p点位置处的信号值、y_p为偶数线p点位置处的信号值，mx为奇数线M个辅助计算点中对应的信号值平均值、my为偶数线M个辅助计算点中对应的信号值平均值。优选的，所述自相关系数r_p的取值范围为[0,1]。

混响抑制，将自相关值曲线分别与奇数帧与偶数帧的第I条检测线进行相乘，从而获取到奇数抑制检测线与偶数抑制检测线；经过该处理后，奇数抑制检测线与偶数抑制检测线基本一致如图11所示，对于混响位置深度17.5～19的位置处的放大图如图12所示可以看出，混响基本被消除，混响位置的波幅基本无限趋向于0，从而达到混响消除的目的，而由于自相关值曲线除了混响位置处由较大波幅，其他位置处基本为1，因此不会对检测线除混响位置处以外的其他位置造成影响，最大幅度保证了超声成像后图像的真实性。

整帧处理，依据自相关值曲线获取与混响抑制两个步骤重复对奇数帧与偶数帧中的除第I条检测线以外的所有检测线进行处理，获得奇数抑制检测线组与偶数抑制检测线组；由于一帧中由若干条检测线组成，因此需要对该帧中所有的检测线均进行处理，方能获得一整帧的图像。

抑制图像帧获取，将奇数抑制检测线组与偶数抑制检测线组分别组合形成超声图像，获得奇数抑制图像帧与偶数抑制图像帧，抑制图像帧如图13所示。

通过相关系数的计算，获取到自相关值曲线，在通过自相关值曲线与检测线的相乘，从而将混响消除，从而达到最终抑制伪像的目的，并且，采用两个不同脉冲重复频率，使相邻两帧的图像中，混响反射点的位置的差异性，来更大幅度的消除混响，同时采用两个不同脉冲重复频率所产生的混响计算后的相关系数进行相乘来得出同时适用于两帧的自相关值曲线，能够更大程度的保障所需成像不被抑制，保证超声成像不失真，从而不影响成像后图像中待检测组织的真实结构。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种超声混响伪像抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

自相关值曲线获取，取相邻的奇数帧与偶数帧作为基础，分别取其中形成超声图像帧相对应的第I条检测线，分别对组成检测线的每个点p成对进行自相关系数计算，获得自相关值曲线；

抑制图像帧获取，将奇数抑制检测线组与偶数抑制检测线组分别组合形成超声图像，获得奇数抑制图像帧与偶数抑制图像帧；

其中，所述超声波探测步骤中，超声探头的一帧发射次数为64～4096，即一帧发射对应64～4096条检测线，所述第I条检测线的I取值为64～4096条检测线中的正整数。

2.根据权利要求1所述的超声混响伪像抑制方法，其特征在于：所述脉冲重复频率T1的脉冲发射周期为集合{T，T+ΔT，T，T+ΔT，T，T+ΔT，……}，所述脉冲重复频率T2的脉冲发射周期为集合{T+ΔT，T，T+ΔT，T，T+ΔT，T，……}，所述奇数帧对应脉冲重复频率T1，所述偶数帧对应脉冲重复频率T2。

3.根据权利要求2所述的超声混响伪像抑制方法，其特征在于，所述自相关值曲线获取步骤中，p点的自相关系数的计算公式为：

其中M为p点的前后辅助计算点，M>0；

4.根据权利要求3所述的超声混响伪像抑制方法，其特征在于：其中M的取值一般取p点前面的第M/2个点以及p点后面的第M/2-1个点，若p点前面和/或后面的点数量不足M/2个和/或M/2-1个时，以0作为信号值对缺少的点进行补充。

5.根据权利要求3或4所述的超声混响伪像抑制方法，其特征在于：所述M＝200。

6.根据权利要求5所述的超声混响伪像抑制方法，其特征在于：所述r_p的取值范围为[0,1]。

7.根据权利要求6所述的超声混响伪像抑制方法，其特征在于：其中T＝53.2ms，ΔT＝0.7ms。