TWI489106B - 應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法 - Google Patents

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Description

應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法
本發明係有關於一種應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法，尤指利用正交之格雷編碼消除相鄰頻帶干擾，以提高解析度，並利用波形中之多頻率成份進行超音波非線性成像之成像方法。
傳統超音波影像是由線性散射回來的基頻信號來成像，其中，基頻信號容易受到相位誤差(phase aberration)的影響而造成影像品質不佳。在成像的過程中，聲波在人體組織傳遞時，由於信號會產生有限振幅失真現象(finite amplitude distortion)或在超音波微氣泡對比劑(microbubble contrast agents)等強烈非線性介質下，會產生諧波信號(harmonic signal)，而在進行組織影像時，因為一開始諧波信號的強度比起基頻信號低，導致當聲波散射回探頭時，對於通過人體體表淺脂肪層所造成的相位誤差就會比較小，這使得組織諧波影像較不容易受到相位誤差影響而有較高的影像對比解析度，因此組織諧波影像在臨床診斷上被廣泛使用。
另外，在以對比劑進行諧波影像成像時，所使用的對比劑是由許多微小氣泡構成，當這些小氣泡被聲波激發時會產生共振，在共振中會產生許多很強諧波信號傳回探頭，因此臨床上會將對比劑注射進入血管內，此時血液區域也會因充滿微小氣泡而產生較強諧波信號來讓血管構造與血液灌流情形更加清楚，也就是具有更高的對比度。
超音波基頻信號跟諧波信號最大的不同在於回音信號頻率範圍不同，若打入人體的超音波信號之中心頻率為f0 ，若取出回音信號的f0 信號來成像被稱為基頻影像(fundamental imaging)，而諧波影像(harmonic imaging)即是以取出2f0 、3f0 等高頻諧波信號來成像。由於這些諧波信號是由介質對入射聲波的非線性反應而來的，因此諧波影像可稱為非線性影像(nonlinear imaging)。基於以上可知，對於接收到同一筆的超音波信號，只要選擇接收範圍，設計出低頻或高頻濾波器，便可以選擇最後得到的是基頻或是諧波影像，但由於諧波信號中，通常以第二諧波為最強，所以著重在於探討第二諧波的成分。
雖然諧波影像具有較高的影像品質而在臨床診斷上備受到重視，不過其訊號強度微弱導致影像的靈敏度(sensitivity)以及穿透(penetration)均受到相當的影響，具體而言，諧波信號在最強之聚焦處也和基頻信號相差20dB以上，因此已有部份相關研究與發明著重在利用編碼發射於諧波強度的增加，以利於臨床上得到高 品質的影像。其中，格雷編碼由於容易實現故具有高度可行性。其中格雷編碼是以相位編碼序列(phase coded sequence)方式實施，若序列中某發射信號相位為0°則符號[1]表示之，發射信號相位為90°則以符號[j]表示之，發射信號相位為180°則以符號[-1]表示之，發射信號相位為270°則以符號[-j]表示之。格雷編碼的優點在於相位編碼易於在硬體上實現，此外它需要各一次A發射與B發射，對應A發射與B發射之回音信號必然具有互補特性，也就是各自進行自相關再相加可以完全去除旁瓣干擾。
超音波非線性影像已經發展至多頻激發技術，其主要係使探頭的發射端同時發射多個頻率成份而非發射單一頻率成分，若只考慮信號強度較強之二階非線性成份，在多頻激發時所產生之超音波非線性信號包含了發射頻率各自之二次諧波(second harmonic)信號與發射頻率之間的互調變(inter-modulation)信號，因此在接收端除了一般諧波影像所使用的二次諧波信號之外，還可以使用互調變信號來一起成像，但多頻激發採用現有一般格雷編碼的方式成像會產生部份諧波成份編碼(如二階諧波、四階諧波)不正確，導致干擾已編碼正確的信號而有成像品質不佳之問題。
以雙頻激發之二位元格雷編碼之非線性影像為例，其發射相位如下表所示，可令二階諧波(2nd -order Harmonic)之f2 -f1 及2f1 頻帶成分在A發射時產生正確之[1,-1]編碼與在B發射時產生正確之[-1,-1]編碼。上述之二階諧波成 分由於通常位於探頭頻帶內，是構成影像的主要信號成份：
但是，由上表可知，其他諧波成分中，二階諧波f2 +f1 成分及四階諧波在f2 -f1 及2f1 頻帶成分在A發射與B發射中都會產生與我們設計的格雷編碼不符合的情形，其相位都是[0° 0°]，編碼都是[1,1]，這些未正確編碼成分會導致壓縮過程中產生無法消除的旁瓣信號，而現有技術所提出之方法並無法解決上述之問題。
有鑒於格雷編碼波形運用在多頻發射諧波成像時，必須同時達到1.提高信噪比與2.避免未正確編碼之諧波成分對已正確編碼信號進行干擾這兩項要求，但現有文獻與專利所提出之方法僅能達到第1項之要求，並沒有具體提出格雷編碼波形用在多頻發射諧波成像時，如何進 行設計才能同時達到符合上述二要求之解決方法。
緣此，本發明主要係提供一種應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法，其主要是先發射二組彼此正交的格雷編碼，並先消除二組信號中未正確編碼之干擾後，並利用其經過壓縮所產生之包含有多頻成份之波形進行成像。
基於上述目的，本發明所採用之主要技術手段係提供一種應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法，其包含以下步驟：(a)接收一第一格雷編碼信號波形與一第二格雷編碼信號波形，第一格雷編碼信號波形包含至少二第一二階諧波波形與至少一第一雜訊干擾波形，第二格雷編碼信號波形包含至少二第二二階諧波波形與至少一第二雜訊干擾波形，上述至少二第一二階諧波波形係對應一第一編碼信號，上述至少二第二二階諧波波形係對應一第二編碼信號，且第一編碼信號與第二編碼信號係彼此正交；(b)使第一格雷編碼信號波形減去第二格雷編碼信號波形，藉以消除第一雜訊干擾波形與第二雜訊干擾波形，據以產生一第三格雷編碼信號波形；(c)對第三格雷編碼信號波形分別進行一第一壓縮濾波處理與一第二壓縮濾波處理，藉以產生一第一壓縮編碼信號波形與一第二壓縮編碼信號波形；(d)使第一壓縮編碼信號波形減去第二壓縮編碼信號波形，藉以產生一第三壓縮編碼信號波形，第三壓縮編碼信號波形係包含至少二壓縮二階諧波波形；以及(e)利用上述至少二壓縮二階諧波波形進行超音波非線性成像，藉以產生一超 音波影像。
其中，上述應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法之附屬技術手段之較佳實施例中，步驟(a)中，第一雜訊干擾波形與第二雜訊干擾波形之編碼係相同。另外，步驟(a)中，第一編碼信號與第二編碼信號係二位元之編碼，且在步驟(b)中，第三格雷編碼信號包含至少二第三二階諧波波形，上述至少二第三二階諧波波形係由上述至少二第一二階諧波波形減去上述至少二第二二階諧波波形而產生。此外，在步驟(c)中，第三格雷編碼信號波形係與第一編碼信號進行第一壓縮濾波處理，而第三格雷編碼信號波形係與第二編碼信號進行第二壓縮濾波處理。
藉由本發明所採用之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法後，由於其係先消除雜訊，再進行壓縮處理使格雷編碼可正確的解碼，因此本發明所設計出來的格雷編碼波形除了提昇應有之信噪比外，還能有效的解決未正確編碼之干擾而提昇影像品質。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
1‧‧‧第一格雷編碼信號波形
11‧‧‧第一二階諧波波形
12‧‧‧第一二階諧波波形
13‧‧‧第一雜訊干擾波形
2‧‧‧第二格雷編碼信號波形
21‧‧‧第二二階諧波波形
22‧‧‧第二二階諧波波形
23‧‧‧第二雜訊干擾波形
3‧‧‧第三格雷編碼信號波形
31‧‧‧第三二階諧波波形
32‧‧‧第三二階諧波波形
4‧‧‧第一壓縮編碼信號波形
5‧‧‧第二壓縮編碼信號波形
6‧‧‧第三壓縮編碼信號波形
61‧‧‧壓縮二階諧波波形
62‧‧‧壓縮二階諧波波形
100‧‧‧第一壓縮濾波處理
200‧‧‧第二壓縮濾波處理
300、400、500、500a、600、600a‧‧‧波形
第一圖係顯示本發明較佳實施例之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法之方法流程圖；第二圖係顯示本發明較佳實施例之第一格雷編碼信號波形、第二格雷編碼信號波形與第三格雷編碼信號波形 之示意圖；第三圖係顯示本發明較佳實施例之第三格雷編碼信號波形形成第一壓縮編碼信號波形與第二壓縮編碼信號波形之示意圖；第四圖係顯示本發明較佳實施例之第一壓縮編碼信號波形與第二壓縮編碼信號波形形成第三壓縮編碼信號波形之示意圖；第五圖係顯示採用本發明較佳實施例之第一波形比對圖；第六圖係顯示採用本發明較佳實施例之第二波形比對圖；以及第六A圖係顯示採用本發明較佳實施例之第三波形比對圖。
由於本發明所提供之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法中，其組合實施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉一較佳實施例來加以具體說明。
請一併參閱第一圖至第四圖，第一圖係顯示本發明較佳實施例之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法之方法流程圖，第二圖係顯示本發明較佳實施例之第一格雷編碼信號波形、第二格雷編碼信號波形與第三格雷編碼信號波形之示意圖，第三圖係顯示本發明較佳實施例之第三格雷編碼信號波形形成第一壓縮編碼信號波形與第二壓縮編碼信號波形之示意圖，第四圖係顯示 本發明較佳實施例之第一壓縮編碼信號波形與第二壓縮編碼信號波形形成第三壓縮編碼信號波形之示意圖。
如圖所示，本發明較佳實施例所提供之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法之步驟如下：步驟S101：接收一第一格雷編碼信號波形與一第二格雷編碼信號波形，第一格雷編碼信號波形包含至少一第一雜訊干擾波形，第二格雷編碼信號波形包含至少一第二雜訊干擾波形；步驟S102：使第一格雷編碼信號波形減去第二格雷編碼信號波形，據以產生一第三格雷編碼信號波形；步驟S103：對第三格雷編碼信號波形分別進行一第一壓縮濾波處理與一第二壓縮濾波處理，藉以產生一第一壓縮編碼信號波形與一第二壓縮編碼信號波形；步驟S104：使第一壓縮編碼信號波形減去第二壓縮編碼信號波形，藉以產生一第三壓縮編碼信號波形，第三壓縮編碼信號波形係包含至少二壓縮二階諧波波形；以及步驟S105：利用壓縮二階諧波波形進行超音波非線性成像，藉以產生一超音波影像。
在步驟開始後，隨即執行步驟S101接收一第一格雷編碼信號波形與一第二格雷編碼信號波形，第一格雷編碼信號波形包含至少一第一雜訊波形，第二格雷編碼信號波形包含至少一第二雜訊波形。其中，如第二圖所示， 在此步驟之前，係先發射頻率為f1 與f2 之二相位編碼波形(其中f2 大於f1 )，並藉由相位的調整，而接收第一格雷編碼信號波形1與第二格雷編碼信號波形2，第一格雷編碼信號波形1包含二個第一二階諧波波形11、12(在其他實施例中可包含二個以上)與一第一雜訊干擾波形13(在其他實施例中可包含一個以上)，第一二階諧波波形11、12係對應一第一編碼信號(圖未示)，而在本發明較佳實施例中，此第一編碼信號的編碼係為二位元，如[1,-1]，另外，第一二階諧波波形11、12係為正確編碼之波形。
而第一雜訊干擾波形13具有對應的編碼信號(圖未示)，此編碼係為二位元，如[1,1]，且在此值得一提的是，第一雜訊干擾波形13係指先前技術中所提之未正確編碼干擾之波形，且第一雜訊干擾波形13係與第一二階諧波波形12部分重疊。此外，第一二階諧波波形11的中心頻率係為f2 -f1 ，第一二階諧波波形12的中心頻率係為2f1 ，第一雜訊干擾波形13的中心頻率則為f2 +f1 。
第二格雷編碼信號波形2包含二個第二二階諧波波形21、22(在其他實施例中可包含二個以上)與至少一第二雜訊干擾波形23(在其他實施例中可包含一個以上)，二階諧波波形21、22係對應一第二編碼信號(圖未示)，而在本發明較佳實施例中，此第二編碼信號的編碼係為二位元，如[-1,-1]，另外，第二二階諧波波形21、22係為正確編碼之波形。而第二雜訊波形23具有 對應的編碼信號(圖未示)，此編碼與第一雜訊波形13之編碼相同，都為[1,1](且相位都相同，都為[0° 0°])，而第二雜訊干擾波形23同樣係指先前技術中所提之未正確編碼干擾之波形，且第二雜訊干擾波形23係與第二二階諧波波形22部分重疊。
其中，在此值得一提的是，在本發明較佳實施例中，第一編碼信號與第二編碼信號係彼此正交。其中，本發明所定義之正交係指第一編碼信號的編碼與第二編碼信號的編碼在互相關壓縮後相加可消除旁瓣信號，舉例而言，假若A為第一編碼信號，B為第二編碼信號，A與B進行互相關壓縮之結果加上B與A進行互相關壓縮之結果為0時，此二編碼係為正交；而當A與A進行自相關壓縮之結果加上B與B進行自相關壓縮之結果為δ時，此二編碼係為互補(互相關壓縮與自相關壓縮為現有技術，不再贅述)。此外，第二二階諧波波形21的中心頻率係為f2 -f1 ，第二二階諧波波形22的中心頻率係為2f1 ，第二雜訊干擾波形23的中心頻率則為f2 +f1 。
在執行完步驟S101後，隨即執行步驟S102使第一格雷編碼信號波形減去第二格雷編碼信號波形，據以產生一第三格雷編碼信號波形。進一步而言，如第二圖所示，在此步驟中即已消除未正確編碼的雜訊干擾，其係經由一減法器(圖未示)，使第一格雷編碼信號波形11減去第二格雷編碼信號波形21，藉以消除第一雜訊干擾波形13與第二雜訊干擾波形23，據以產生一第三格雷編碼信號波形3，而此第三格雷編碼信號波形3包含有二第 三二階諧波波形31、32，二第三二階諧波波形31係由第一二階諧波波形11減去第二二階諧波波形21而產生，且第三二次諧波波形32係由第一二階諧波波形12減去第二二階諧波波形22而產生。
此外，第三二階諧波波形31的中心頻率係為f2 -f1 ，且對應的編碼為[2,0]，而第三二階諧波波形32的中心頻率係為2f1 ，且對應的編碼同樣為[2,0]。
在執行完步驟S102後，隨即執行步驟S103對第三格雷編碼信號波形分別進行一第一壓縮濾波處理與一第二壓縮濾波處理，藉以產生一第一壓縮編碼信號波形與一第二壓縮編碼信號波形。具體而言，如第三圖所示，其係對第三格雷編碼信號波形3同時進行第一壓縮濾波處理100以及第二壓縮濾波處理200，其中，在本發明較佳實施例中，第一壓縮濾波處理100係指利用濾波器對第三格雷編碼信號波形3與第一編碼信號([1,-1])進行相關(correlation)壓縮處理，而第二壓縮濾波處理200係指利用濾波器對第三格雷編碼信號波形3與第二編碼信號([-1,-1])進行相關壓縮處理。
在將第三格雷編碼信號波形3執行完第一壓縮濾波處理100後，係產生一第一壓縮編碼信號波形4，而此第一壓縮編碼信號波形4同樣包含有二階諧波波形(圖未標示)；而在將第三格雷編碼信號波形3執行完第二壓縮濾波處理200後，係產生一第二壓縮編碼信號波形5，而此第二壓縮編碼信號波形5同樣包含有二階諧波波形(圖未標示)。另外，在此值得一提的是，本發明較佳 實施例採用壓縮濾波處理的目的在於可以消除不必要的旁瓣信號，並且可以消除所有不管是二階或是四階諧波內產生錯誤相位之未正確編碼信號，藉以在解碼程序時產生正確的解碼信號，此外，在步驟S103中所產生的第一壓縮編碼信號波形4與第二壓縮編碼信號波形5並未完全壓縮，因此需進一步執行步驟S104。
在執行完步驟S103後，隨即執行步驟S104使第一壓縮編碼信號波形減去第二壓縮編碼信號波形，藉以產生一第三壓縮編碼信號波形，第三壓縮編碼信號波形係包含至少二壓縮二階諧波波形。在此步驟中，主要是利用減法器將第一壓縮編碼信號波形4減去第二壓縮編碼信號波形5，進而產生已完全壓縮之第三壓縮編碼信號波形6，第三壓縮編碼信號波形6係包含二壓縮二階諧波波形61、62(在其他實施例中可包含二個以上)，而壓縮二階諧波波形61之中心頻率係f2 -f1 ，其所對應之編碼係[0,4,0]，壓縮二階諧波波形62之中心頻率係2f1 ，其所對應之編碼係[0,4,0]。
在執行完步驟S104後，隨即執行步驟S105利用壓縮二階諧波波形進行超音波非線性成像，藉以產生一超音波影像。具體而言，此步驟係利用壓縮二階諧波波形61與壓縮二階諧波波形62進行非線性的超音波成像(超音波成像為現有技術，不再贅述)，且在採用了以上的步驟後，本發明在軸向的解析度也不會受到影響，因此可得到較清晰之超音波影像。
另外，本發明除了可以使用在非線性影像的領域外，亦 可使用在基頻信號被二階諧波信號干擾的狀況下，或是二階諧波受到四階諧波干擾的狀況下，因此本發明的使用領域並不限於非線性影像，特此敘明。
請一併參閱第五圖至第六A圖，第五圖係顯示採用本發明較佳實施例之第一波形比對圖，第六圖係顯示採用本發明較佳實施例之第二波形比對圖，第六A圖係顯示採用本發明較佳實施例之第三波形比對圖，如第五圖所示，其係為從頻譜來觀察本發明較佳實施例在頻譜上的效果，圖中波形300、波形400分別為壓縮濾波後之波形(第一壓縮編碼信號波形4與第二壓縮編碼信號波形5)及二者相減後之頻譜(第三壓縮編碼信號波形6)，具體而言，波形300是未消去頻率f2+f1(6.75MHz)干擾下直接壓縮濾波之情形，而波形400係相減後之結果，其中，由波形400可看出明顯的相減後確實消除了未正確編碼的3f0 頻帶及直流頻帶干擾，且在頻率2f1(4.5MHz)、f2-f1(2.25MHz)處之波形都為平滑而為正確地壓縮。
而進一步參閱第六圖與第六A圖，其係為進一步從封包來觀察整個旁瓣信號的抑制效果，第六圖為頻率f2-f1之封包，而第六A圖則為頻率2f1之封包，具體而言，波形500、500a為原始格雷編碼的封包，而波形600、600a為使用本發明之封包，從圖中可以明顯看到波形500、500a在主瓣信號前端有龐大的旁瓣信號，這些未正確編碼之相位信號造成壓縮時產生干擾，且出現在主瓣信號前端；而波形600、600a經由消除法過後在主瓣 信號前原有的龐大旁瓣信號已完全被抑制並且維持主瓣信號的寬度，使得軸向解析度不被影響。
綜合以上所述，在採用了本發明所採用之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法後，由於其係先消除雜訊，再進行壓縮處理使格雷編碼可正確的解碼，因此本發明所設計出來的格雷編碼波形除了提昇應有之信噪比外，還能有效的解決未正確編碼之干擾而提昇影像品質。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims (5)

  1. 一種應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法，包含以下步驟：(a)接收一第一格雷編碼信號波形與一第二格雷編碼信號波形，該第一格雷編碼信號波形包含至少二第一二階諧波波形與至少一第一雜訊干擾波形，該第二格雷編碼信號波形包含至少二第二二階諧波波形與至少一第二雜訊干擾波形，上述至少二第一二階諧波波形係對應一第一編碼信號，上述至少二第二二階諧波波形係對應一第二編碼信號，且該第一編碼信號與該第二編碼信號係彼此正交；(b)使該第一格雷編碼信號波形減去該第二格雷編碼信號波形，藉以消除該第一雜訊干擾波形與該第二雜訊干擾波形，據以產生一第三格雷編碼信號波形；(c)對該第三格雷編碼信號波形分別進行一第一壓縮濾波處理與一第二壓縮濾波處理，藉以產生一第一壓縮編碼信號波形與一第二壓縮編碼信號波形；(d)使該第一壓縮編碼信號波形減去該第二壓縮編碼信號波形，藉以產生一第三壓縮編碼信號波形，該第三壓縮編碼信號波形係包含至少二壓縮二階諧波波形；以及(e)利用上述至少二壓縮二階諧波波形進行該超音波非線性成像，藉以產生一超音波影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法，其中，該步驟(a)中，該第一雜訊干擾波形與該第二雜訊干擾波形之編碼係相同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法，其中，該步驟(a)中，該第一編碼信號與該第二編碼信號係二位元。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法，其中，在該步驟(b)中，該第三格雷編碼信號包含至少二第三二階諧波波形，上述至少二第三二階諧波波形係由上述至少二第一二階諧波波形減去上述至少二第二二階諧波波形而產生。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之應用於超音波非線性成像之格雷編碼成像方法，其中，在該步驟(c)中，該第三格雷編碼信號波形係與該第一編碼信號進行該第一壓縮濾波處理，而該第三格雷編碼信號波形係與該第二編碼信號進行該第二壓縮濾波處理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10245007B2 (en) 2013-03-15 2019-04-02 Infraredx, Inc. High resolution intravascular ultrasound imaging systems and methods
CN108460110A (zh) * 2018-02-08 2018-08-28 竞技世界（北京）网络技术有限公司 一种基于纵横二维Golay编码的二进制操作签到方法及装置
CN110575201B (zh) * 2019-10-09 2021-12-24 珠海医凯电子科技有限公司 基于反相Golay码的超声微泡空化成像方法及装置
CN111505116B (zh) * 2020-04-25 2021-05-14 西安交通大学 基于空间调制激光超声声谱的材料近表面宏微观缺陷一体化超声检测方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6491631B2 (en) * 2001-01-11 2002-12-10 General Electric Company Harmonic golay-coded excitation with differential pulsing for diagnostic ultrasound imaging

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5961463A (en) * 1998-08-24 1999-10-05 General Electric Company Nonlinear imaging using orthogonal transmit and receive codes
US6375618B1 (en) * 2000-01-31 2002-04-23 General Electric Company Enhanced tissue-generated harmonic imaging using coded excitation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6491631B2 (en) * 2001-01-11 2002-12-10 General Electric Company Harmonic golay-coded excitation with differential pulsing for diagnostic ultrasound imaging

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