WO2014082482A1 - 一种超声弹性成像系统和方法 - Google Patents

一种超声弹性成像系统和方法 Download PDF

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WO2014082482A1
WO2014082482A1 PCT/CN2013/083878 CN2013083878W WO2014082482A1 WO 2014082482 A1 WO2014082482 A1 WO 2014082482A1 CN 2013083878 W CN2013083878 W CN 2013083878W WO 2014082482 A1 WO2014082482 A1 WO 2014082482A1
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compression
elastic image
image
quality
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李双双
樊睿
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Shenzhen Mindray Bio Medical Electronics Co Ltd
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Shenzhen Mindray Bio Medical Electronics Co Ltd
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Clinical applications
    • A61B8/0833—Clinical applications involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A61B8/085—Clinical applications involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating body or organic structures, e.g. tumours, calculi, blood vessels, nodules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties

Definitions

  • the present application relates to ultrasound imaging techniques, and more particularly to an ultrasound elastography system and method. Background technique
  • Ultrasound elastography is a commonly used ultrasound imaging technique.
  • the basic principle is: The probe is slightly compressed by the target tissue or a certain pressure is applied to the tissue by the body's own breathing, vascular pulsation, etc., and the ultrasound is obtained before and after compression. Wave signal, when the tissue is compressed, a strain along the compression direction will be generated in the tissue. If the Young's modulus distribution inside the tissue is not uniform, the strain distribution in the tissue will also be different; then the strain of the tissue is detected by some methods. Information, output to the interface and visualized as an elastic image. The quality of the resulting elastic image is affected by the compression process.
  • the user In the process of collecting elastic images, in order to obtain a better image, the user needs to adjust the strength and frequency of the compression tissue of the probe, which requires a large amount of probe experience or training; due to the limitations of the current ultrasound elastography system, the user cannot It is easy to judge the compression strength and frequency of the probe to the tissue, so that the user has certain difficulties in using the ultrasound elastography system.
  • an ultrasound elastography system including: an elastic detection module, configured to process a beam composite output signal, calculate a physical quantity reflecting elasticity of a target to be detected, and generate a corresponding elasticity according to the physical quantity
  • An image calculation module is configured to calculate a compression parameter corresponding to the elastic image, the compression parameter is used to reflect a degree of compression of the probe to be detected, and a display module is configured to display the elastic image and the corresponding compression parameter.
  • an ultrasound elastography method including: an elastic detecting step of processing a signal of a beam composite output, calculating a physical quantity reflecting elasticity of a target to be detected, and generating a corresponding elastic image according to the physical quantity; a parameter calculation step of calculating a compression parameter corresponding to the elastic image, the compression parameter being used to reflect a degree of compression of the probe to be detected; and a displaying step of displaying the elastic image and its corresponding compression parameter.
  • the beneficial effects of the present application are: by displaying the corresponding compression parameter while displaying the elastic image, the user can intuitively judge whether the compression of the probe to be detected needs to be adjusted according to the display result, thereby giving the user, especially the user with insufficient operational experience. Provide some guidance to make the operation easier.
  • FIGS. 2 and 3 are compression parameters in an ultrasound elastography system according to an embodiment of the present application; a schematic diagram of a display;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing another display of compression parameters in an ultrasound elastography system according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 5 and FIG. 6 are schematic diagrams showing still another display of compression parameters in an ultrasound elastography system according to an embodiment of the present application
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of an ultrasound elastography system according to another embodiment of the present application
  • FIG. 8 and FIG. 9 are a display of compression parameters and quality evaluation parameters in an ultrasound elastography system according to an embodiment of the present application
  • FIGS. 10 and 11 are schematic diagrams showing another display of compression parameters and quality evaluation parameters in an ultrasound elastography system according to an embodiment of the present application
  • Figure 12 is a schematic illustration of yet another display of compression parameters and quality assessment parameters in an ultrasound elastography system in accordance with an embodiment of the present application.
  • the schematic structure of the ultrasonic elastography system 10 of the present embodiment is as shown in FIG. 1, and includes: an ultrasound probe and its transmitting and receiving module, a signal preprocessing module 101, a B signal processing module 102, an elastic processing module 103, and a display module 104.
  • the probe performs ultrasonic transmission and receives ultrasonic echo signals according to a preset scanning rule of the system; the received echo signals are pre-processed by the signal pre-processing module 101, and the signal pre-processing includes beam synthesis processing, and may also be, for example, signal amplification, Analog-to-digital conversion, orthogonal decomposition, etc.; the beam-synthesized RF signal is sent to a plurality of parallel modules for processing, including the B signal processing module 102 and the elastic processing module 103. Other embodiments may have other parallel processing modules such as blood.
  • the stream signal processing and the like; the image signals processed in parallel by the B signal processing device 102 and the elastic processing module 103 are sent to the display module 104 for display, and the display module 104 can display the corresponding content according to the user's selection, for example, only the B is displayed.
  • the grayscale image of the human tissue processed by the signal processing module, or only the elastic image reflecting the elastic information obtained by the elastic processing module, or the grayscale image and the elastic image are displayed at the same time.
  • the display of the gray-scale image and the elastic image of the transmitting and receiving module, the signal pre-processing module, the B-signal processing module and the display module of the probe can be implemented by using a commonly used related ultrasonic technology, and a person skilled in the art can also be added.
  • Other processing modules that are well known are not described in detail herein.
  • the ultrasonic elastography system of the present embodiment may also not include other processing in parallel with the elastic processing module such as the B signal processing module.
  • the elastic processing module 103 of the present embodiment the elastic detection module 111 and the parameter calculation module 112 are included, and the display module 104 can display the compression parameter 122 corresponding to the elastic image while displaying the elastic image 121.
  • the elasticity detecting module 111 is configured to process the signal of the beam composite output, calculate a physical quantity reflecting the elasticity of the object to be detected, and generate a corresponding elastic image according to the physical quantity, that is, That is to say, the elasticity information reflecting the target to be detected is extracted by the elasticity detecting module 111. It can be implemented by a variety of commonly used elastic information extraction methods; for example, a commonly used elastic information extraction method is based on radio frequency signal cross-correlation, which uses the absolute difference and (SD of Absolute Difference) algorithm to quickly detect the phase.
  • the displacement information between the adjacent two frames of RF signals, and then the longitudinal direction of the displacement field (ie, along the direction of ultrasonic propagation) is obtained to obtain strain information; in other examples, other algorithms may be used to detect displacement information, such as square. Error and (SSD, Sum of Squared Difference) and so on.
  • the elastic information obtained by the elastic information detecting module that is, the strain information, is output and imaged as an elastic image, and sent to the display module 104 for display, so that the tissues with different elastic characteristics can be visually distinguished.
  • the parameter calculation module 112 is configured to calculate a compression parameter corresponding to the elastic image, and the compression parameter reflects the degree of compression of the probe to be detected.
  • the parameter calculation module 112 may perform the parameter calculation while the elastic detection module extracts the elastic information, or may be performed after the elastic detection module is processed. In this embodiment, the parameter calculation module and the elastic detection module are processed in parallel.
  • the compression parameters include cumulative strain variables which are integrals from the strain data of the first frame elastic image to the strain data of the current frame elastic image, and specifically, can be calculated based on the displacement information and the strain information, respectively.
  • the strain data of the current frame of each sampling position in the ROI is obtained, and the average is obtained by the average strain Str-mean(k), due to the probe compression organization. Up and down process, the average strain should be positive or negative.
  • Str _ integral ⁇ Str _ mean(i)
  • the cumulative strain Str- integral can reflect the degree of compression or deformation of the tissue. The larger the absolute value of the value, the larger the deformation of the tissue relative to the original position (compression or expansion) ), the sign of the value indicates the direction of the tissue change relative to the original position.
  • the cumulative strain S-integral in the entire scanning plane region can also be used.
  • the ROI of the region of interest selected by the user obtain the displacement data of the current frame of each sample position in the ROI (assuming it is the kth frame), and select all displacement data of a certain depth Depth in the ROI, for example, the deepest ( That is, the displacement data at the position of the sample farthest from the probe, the average displacement amount is obtained by averaging all the displacement data, and the average displacement amount may be a positive number due to the upper and lower processes of the compression tissue of the probe. It can also be a negative number.
  • Str_ref(k) is the calculated reference dependent variable of the current frame (ie, the kth frame).
  • Depth is not necessarily a physical unit. It can be just a certain number corresponding to the actual physical depth. For example, it can be the number of RF samples corresponding to the physical depth.
  • Str _ integral ⁇ Str _ ref (/')
  • the cumulative strain Str - integral can reflect the degree of compression or deformation of the tissue. The larger the absolute value of the value, the larger the deformation of the tissue relative to the original position (compression or Expansion), the sign of the value indicates the direction of the tissue deformation relative to the original position.
  • the above calculation is based on the Str-integration in the ROI selected by the user as a parameter for reflecting the degree of compression, the cumulative strain S-integral in the entire scanning plane region can also be used.
  • the compression parameters are sent to the display module along with the corresponding elastic information (elastic image).
  • the display module displays the elastic image and its corresponding compression parameters in the same screen.
  • the commonly used related technology can be used to realize the display of the elastic image, and the display of the compression parameter can be displayed in various ways.
  • the compression parameter may be displayed as a bar graph 202 (see FIG. 2) or line 203 of a length corresponding to the value of the compression parameter. (See Fig. 3).
  • the appropriate compression parameter range can be set by adding the coordinate axis or on the coordinate axis so that the user can intuitively perceive the degree of compression; for example, as shown in Fig. 4, the compression parameter is Shown as an analog meter that uses the rotation angle of the needle to represent the value of the compression parameter; for example, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the elastic image 401 is displayed on the same screen 400, and the compression parameter is displayed through the two-dimensional coordinate map.
  • the abscissa of the dimension graph is time t
  • the ordinate is the value of the compression parameter corresponding to the time
  • the compression parameter is displayed as a bar graph 402 (see Fig. 5) or line 403 of the length corresponding to the value of the compression parameter (see Figure 6 ).
  • the display of the elastic image and the compression parameter thereof in the display module is updated synchronously with the real-time collection of the image, so that the user can see the compression corresponding to the current latest frame of the elastic image in real time, so that the user can determine whether it is needed. Adjust the method to re-acquire the image, try to control the degree of compression within the optimal range; Finally, provide some guidance to the user, especially the user with insufficient operating experience, which makes the operation easier.
  • the ultrasound elastography system of the present embodiment may further be further improved, and may further include an alarm module, configured to determine whether a compression parameter of each frame elastic image meets a preset suitable compression strength within a preset time, and if not, pass the image and/or Or the sound and/or text prompts the user to adjust the compression of the probe to be detected.
  • an alarm module configured to determine whether a compression parameter of each frame elastic image meets a preset suitable compression strength within a preset time, and if not, pass the image and/or Or the sound and/or text prompts the user to adjust the compression of the probe to be detected.
  • the probe performs ultrasonic transmission and receives an ultrasonic echo signal according to a preset scanning rule of the system;
  • Signal preprocessing step 12 Perform signal preprocessing on the received ultrasonic echo signal, and the preprocessing includes beam synthesis and the like;
  • Elasticity detecting step 13 processing the signal of the beam synthesis output, calculating a physical quantity reflecting the elasticity of the object to be detected, and generating a corresponding elastic image according to the physical quantity;
  • Parameter calculation step 14 Calculate a compression parameter corresponding to the elastic image, and the compression parameter is used to reflect the degree of compression of the probe to be detected;
  • the foregoing method embodiment may further include the step of processing the B signal to form a grayscale image of the target to be detected, and may refer to a common B signal processing technique, which is not described in detail herein.
  • the schematic structure of the ultrasonic elastography system 50 of the present embodiment is as shown in FIG. 7, and includes: an ultrasound probe and its transmitting and receiving module, a signal preprocessing module 501, a B signal processing module 502, an elastic processing module 503, and a display module 504.
  • the elastic processing module 503 includes an elastic detecting module 511 and a parameter calculating module 512.
  • the probe, the transmitting and receiving module, the signal preprocessing module 501, the B signal processing module 502, and the elastic detecting module 511 are respectively the probe of the embodiment 1 and the transmitting and receiving module thereof, the signal preprocessing module 101, and the B signal processing module 102,
  • the elasticity detecting module 111 is similar and will not be described again.
  • the parameter calculation module 512 is not only used for calculating a compression parameter corresponding to the elastic image for reflecting the degree of compression of the probe to be detected, but also for calculating a quality evaluation parameter reflecting the quality of the elastic image, wherein the calculation of the compression parameter Similar to the calculation of the compression parameters in Embodiment 1, it will not be described again.
  • the quality parameter of the embodiment includes a deformation degree parameter and/or a cross-correlation detection quality parameter, and the deformation degree parameter is an average value of the strains of each sample position in the region of interest in the elastic image, and the cross-correlation detection quality parameter The score of the elasticity image obtained according to the scoring standard corresponding to the displacement detection algorithm used.
  • the deformation degree parameter is regarded as one of the parameters for evaluating the elastic image of each frame.
  • the deformation degree parameter is an average strain value corresponding to the current frame elastic image calculated in real time, that is, the strain data of each sample position in the ROI of the current frame or the entire scanning plane region is taken out, and the average value is obtained.
  • the average strain value Str- mean is obtained.
  • the magnitude of the average strain value Str-mean ie, the absolute value of Str-mean
  • falls within the range specified by the system eg, Str-mean is less than the system-preset threshold value set by experience
  • the elastic detecting module can detect the displacement information based on the cross-correlation between the adjacent two frames of ultrasonic echo signals, and then obtain the longitudinal information of the displacement information to obtain the strain information; therefore, the accuracy of the displacement information affects the accuracy of the strain information, thereby It will affect the signal-to-noise ratio, contrast, etc. of the final elastic image. If the cross-correlation of the two frames is large, the detection signal-to-noise ratio is higher and the detection result is more accurate. If the two frames are almost uncorrelated, the detection result is inaccurate.
  • the cross-correlation detection quality parameter is regarded as one of the parameters for evaluating the elastic image of each frame, and the cross-correlation detection quality parameter is obtained according to the corresponding scoring standard selected by the displacement detection algorithm used by the elastic information detection module. The score of the frame image.
  • the most relevant position is the position with the smallest SAD value, and the difference of the position relative to the original sample position is the displacement value of the sample position, similar to the image matching algorithm.
  • the most relevant position is the position where the SSD value is the smallest, and when the correlation coefficient (CC, Correlation Coefficient) is used as the cross-correlation judgment, the most relevant position. This is the location where the CC value is the largest.
  • the SAD is used as the cross-correlation judgment as an example to describe the cross-correlation detection quality parameter.
  • the maximum value SAD_max and the minimum value SAD_min of the corresponding SAD values in the search area are recorded, and the quality score of the search area is calculated, and the calculation step (ie, the scoring standard) includes:
  • the system presets the upper and lower limits of the SAD distribution, namely [SAD—Low, SAD—High], SAD—Low ⁇ SAD—High;
  • score2 (SAD_max - SAD - min) / (SAD - max - SAD - Low);
  • score SAD scorel *p+score2*(lp) , where p is the system
  • the preset parameters are between 0 and 1.
  • the weighted result is the value between [0, 1], and then the score_SAD is multiplied by 100 and stretched to between [0, 100].
  • the quality score can also be stretched and stretched to other intervals, depending on usage habits.
  • V Average the quality scores of all the sample positions of the current frame signal, that is, get the final quality score of the frame Score-mean. The higher the score, the better the search quality.
  • the system can preset the score threshold. If the score is higher than the threshold, the displacement detection of the frame signal is considered to meet the system requirements.
  • the above is a method for performing displacement detection based on SAD.
  • the corresponding evaluation method can also be selected according to other displacement detection algorithms actually selected to score the cross-correlation detection quality.
  • the foregoing specific calculation of the score is for the purpose of clearly indicating that the purpose of the present embodiment is to obtain a score for the quality of the cross-correlation test, and is not intended to limit the present application.
  • the aforementioned system setting score threshold, SAD distribution upper and lower limits, system preset parameters, etc. may be automatically set by the ultrasound system by default, or may be directly set by the user through the user interface as needed.
  • any one of the deformation degree parameter and the cross-correlation detection quality parameter may be used to determine whether the quality of the current frame signal satisfies the preset quality requirement, that is, the calculated absolute value of the Str-mean falls within a certain range specified by the system. If it is considered that the preset quality requirement is met, or if the calculated Score-mean value is higher than a certain threshold value specified by the system, the predetermined quality requirement is satisfied, or the calculated absolute value of Str-mean falls within the system specification. If the value of the simultaneous Score-mean in a certain range is higher than a certain value of the system, the frame signal is considered to satisfy the preset quality.
  • the display module displays the elastic image and its corresponding compression parameters and/or quality evaluation parameters on the same screen. If the display of the elastic image and its corresponding compression parameters is selected, the display manner is similar to that of the corresponding part of Embodiment 1, and will not be described again.
  • the display of the elastic image is similar to the description of the corresponding part of Embodiment 1, and will not be described again, and the display of the quality evaluation parameter may be: the quality evaluation parameter that meets the preset quality requirement is A bar chart of the same color or pattern or a line of the same color or shape, a bar chart that does not meet the preset quality requirements, a bar chart of another color or pattern, or a line of another color or shape display.
  • the quality evaluation parameters may be displayed as: strips of the same color or pattern (such as the diagonal line pattern 612 in FIG. 8).
  • the figure or the line of the same color or shape (such as the dashed shape 613 in Fig. 9) indicates the quality evaluation parameter that satisfies the preset quality requirement, and the other color or pattern (such as other patterns different from the diagonal line pattern 612)
  • a bar chart or a line of the same color or shape (such as a solid line shape) represents a quality evaluation parameter that does not meet the preset quality requirements.
  • the display of the image is similar to the description of the corresponding part of Embodiment 1, and will not be described again, and the display of the compression parameter and the quality evaluation parameter can be displayed by the same two-dimensional coordinate graph.
  • the abscissa of the two-dimensional coordinate graph is time, and the ordinate is The value of the compression parameter corresponding to the time, the compression parameter is displayed as a bar chart or line of the length corresponding to the value of the compression parameter, and the quality evaluation parameter is displayed as the color or pattern of the bar chart or the shape of the line. As shown in FIG.
  • the same picture 700 simultaneously displays a certain frame of the elastic image 701 and its compression parameters and quality evaluation parameters, wherein the compression parameters are represented by a bar graph 702, and the quality evaluation parameters are expressed as oblique according to the preset quality requirements.
  • the line pattern 712, or the compression parameter ⁇ in Fig. 11, is represented by a line 703, and the quality evaluation parameter represents the dotted line shape 713.
  • the improvement may be further improved.
  • the compression and quality corresponding to the current latest frame of the elastic image the compression and quality of the previous fixed period are saved.
  • the user can see the compression quality corresponding to the current latest frame of the elastic image in real time, and can also see the compression quality of the previous fixed time period.
  • a frame indication flag can also be provided in the two-dimensional coordinate map for indicating the system.
  • the position of the specified frame image (such as the current frame); for example, a certain height range may be preset in the two-dimensional coordinate map, when the bar graph or line representing the compression parameter is in the preset height range Inside, it means that the compression parameter corresponds to a suitable degree of compression.
  • the ultrasound elastography system of the present embodiment may further improve, and may further include an alarm module, configured to determine whether a compression parameter of each frame elastic image meets a preset suitable compression strength within a preset time, and determine each frame in a preset time. Whether the quality evaluation parameter of the elastic image satisfies the preset quality requirement, if not satisfied, the user should adjust the compression strength and frequency of the probe to be detected by the image and/or sound and/or text.
  • the display of the elastic image and its compression parameters and quality evaluation parameters in the display module is updated synchronously with the real-time data collection of the image, so that the user can see the compression situation and the corresponding situation of the current latest frame of the elastic image in real time.
  • the quality of the set image so that the user can judge whether it is necessary to adjust the method to re-collect the image, and try to control the degree of compression and image quality within the optimal range; finally, provide some guidance to the user, especially the user with insufficient operational experience. Makes the operation easier.
  • An embodiment of the ultrasonic elastography method of the present application corresponds to Embodiment 2 of the above-described ultrasonic elastography system, and includes:
  • Step 21 In the elastography mode, the probe performs ultrasonic transmission and receives an ultrasonic echo signal according to a preset scanning rule of the system;
  • Step 22 Perform signal preprocessing on the received ultrasonic echo signal, and the preprocessing includes beam combining and the like;
  • Step 23 processing a signal output by the beam synthesis, calculating a physical quantity reflecting the elasticity of the target to be detected, and generating a corresponding elastic image according to the physical quantity;
  • Step 24 Calculate a compression parameter corresponding to the elastic image, and the compression parameter is used to reflect the probe The degree of compression of the object to be detected; a quality evaluation parameter reflecting the quality of the elasticity image is also calculated; Step 25, displaying the elasticity image and its corresponding compression parameter and quality evaluation parameter.
  • the above method embodiment may further comprise the step of processing the B signal to form a gray scale image of the object to be detected.
  • the ultrasonic elastography system of the embodiment includes: an ultrasonic probe, a transmitting and receiving module thereof, a signal preprocessing module, a B signal processing module, an elastic processing module and a display module, wherein the elastic processing module comprises an elastic detecting module and a parameter calculating module.
  • the probe, the transmitting and receiving module, the signal preprocessing module, the B signal processing module, and the elastic detecting module are similar to the probe of the first embodiment, the transmitting and receiving module, the signal preprocessing module, the B signal processing module, and the elastic detecting module, respectively. No longer.
  • the parameter calculation module only calculates the quality evaluation parameters reflecting the elasticity image quality, and the display module displays the elasticity image and its corresponding quality evaluation parameters. The calculation of the specific quality evaluation parameters and their display can be referred to the description of the corresponding parts in Embodiment 2, and will not be described again.
  • the display of the elastic image and the quality evaluation parameter thereof in the display module is updated synchronously with the real-time image collection of the image, so that the user can see the image quality corresponding to the current latest frame of the elastic image in real time, so that the user can judge Whether it is necessary to re-acquire images to try to control the image quality within the optimal range; in the end, it provides some guidance to users, especially those with insufficient operational experience, which makes the operation easier.
  • the compression parameters and the quality evaluation parameters are displayed by a two-dimensional coordinate map, and the abscissa corresponds to a certain length of time, which is specified by the system, and the ordinate corresponds to the average offset of the tissue relative to the initial position.
  • a bar chart (bar) is used to evaluate its compression and quality.
  • the compression parameter ie the previously calculated cumulative strain Str_integral
  • the Str-intergml has a positive or negative difference, indicating that the tissue is offset up and down relative to the initial position, indicating that the bar is also distributed on the upper and lower sides of the coordinate axis.
  • the height of bar only indicates the offset of the tissue relative to the initial position, and does not specify the offset direction.
  • the system can also specify a suitable degree of compression over a specific height range on the coordinate axis, such as the dashed box area in Figure 12, to help the user adjust the force and try to keep the compression level within the optimal range.
  • the quality evaluation parameters select the deformation degree parameter and the cross-correlation detection quality parameter.
  • the absolute value of the deformation degree Str-mean falls within the range specified by the system.
  • the cross-correlation detection quality score Score-mean is higher than the system-specified score.
  • the color or pattern of the small bar corresponding to the frame is specified as a special color or pattern (such as the diagonal line pattern in Figure 12); otherwise, the color or pattern of the small bar is specified as other colors. Color or pattern (such as the 12 pattern bar in Figure 8).
  • the display is updated synchronously with the real-time image collection of the image, so that the user can see the pressure quality corresponding to the current latest frame of the elastic image in real time, and can also see the pressure in the previous fixed period. Finally, based on the color or pattern distribution of the small bar over a period of time, the user can initially determine whether the image quality meets the system requirements and whether it is necessary to adjust the method to re-collect the image.
  • the color or pattern of bar is mostly the color or pattern that is not recommended by the system, which means that the reliability of the obtained image is reduced, and the user's technique needs to be adjusted; otherwise, if the color or pattern of the bar is mostly within a certain period of time
  • the color or pattern suggested by the system indicates that the resulting image is highly reliable.
  • the user can moderately increase or decrease the amplitude of the compressed tissue as needed, or moderately accelerate or slow down the frequency of the detonation tissue.
  • the coordinate axes in the two-dimensional coordinate map are synchronously scrolled and refreshed.
  • the bar corresponding to the frame (such as the small triangle in Figure 12). That is, the user can conveniently play back and view the captured image and its corresponding pressure bar.
  • a bar graph bar (such as a color bar) on a two-dimensional coordinate plane is used to indicate the pressure quality, and each time a frame of the elastic image is obtained, that is, the current coordinate on the two-dimensional coordinate plane
  • the time position displays a bar in real time, which is updated in real time with the acquisition process and is synchronized with the elastic image seen by the current user.
  • the length of time corresponding to this coordinate plane is specified by the system.
  • the longitudinal length (or height) of the color bar indicates the degree of compression, and the degree of compression is indicated by real-time calculation of the cumulative strain Str_integration parameter during the pressure release process.
  • Str-integral has positive and negative, it means that the organization phase ⁇ " has an offset from the initial position.
  • the system can also specify a certain bar height recommended range. If the majority of the bar height falls within the recommended range within a certain period of time, the user's pressure amplification is small, otherwise It is necessary to appropriately increase or decrease the amplitude of the pressure release.
  • the color of the above color bar indicates the evaluation of the image quality, and the image quality is evaluated by the degree of deformation and the quality of the cross-correlation detection.
  • the average strain corresponding to the current frame is calculated in real time.
  • the value of the Str_mean value indicates whether the deformation degree is appropriate by determining whether the size (ie, the absolute value of Strain-mean) falls within the range specified by the system; the displacement detection score Score-mean corresponding to the current frame is calculated in real time. Determine if it is higher than the system-specified score to indicate whether its displacement detection is reliable. If required, the color of the bar corresponding to the frame is set to a specific color (such as green, specified by the system), otherwise, it is set to other colors.
  • the color of most bars is recommended by the system.
  • the color indicates that the image quality meets the system requirements, otherwise the user needs to adjust the amplitude or frequency of the pressure release to re-collect the image.
  • the user can judge whether the image quality is appropriate according to the color or pattern of the bar, whether the compression needs to be adjusted, and adjust the compression tissue of the probe according to the height of the bar on the coordinate plane.
  • Velocity adjusts the compression frequency based on the contour change formed by the bar over a certain length of time. In the end, the user is given a certain amount of guidance, especially for the first time, making the operation easier.

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Abstract

一种超声弹性成像系统（10）和方法，其中该系统（10）包括：弹性检测模块（111），用于对波束合成输出的信号进行处理，计算反映待检测目标的弹性物理量，根据该物理量生成相应的弹性图像（121）；参数计算模块（112），用于计算与所述弹性图像（121）对应的压缩参数（122），所述压缩参数（122）用于反映探头对待检测目标的压缩程度；显示模块（104），用于显示弹性图像（121）及其对应的压缩参数（122）。通过在显示弹性图像（121）的同时显示其对应的压缩参数（122），用户可以直观地根据显示结果来判断探头对待检测目标的压缩是否需要调整，从而给用户尤其是操作经验不足的用户提供一定的指导，使得操作更简便。

Description

一种超声弹性成像系统和方法 技术领域
本申请涉及超声成像技术，尤其涉及一种超声弹性成像系统和方法。 背景技术
超声弹性成像是一种常用的超声成像技术， 其基本原理为： 将探头 轻微压缩目标组织或者借助人体自身的呼吸、 血管搏动等过程对组织形 成一定的压力， 获取压缩前、 后两帧超声回波信号， 组织被压缩时， 组 织内将产生一个沿压缩方向的应变，如果组织内部杨氏模量分布不均匀， 组织内的应变分布也将有所差异； 然后通过一些方法检测出组织的应变 信息， 输出至界面并以弹性图像形式直观显示出来。 输出所得弹性图像 的质量好坏受压缩过程的影响。
在釆集弹性图像的过程中， 为获得更好的图像， 用户需要调整探头 压缩组织的力度、 频率等， 其需要依靠大量的探头使用经验或者培训； 由于目前超声弹性成像系统的限制， 用户不能简便地判断探头对组织的 压缩力度、 频率等情况， 从而用户对超声弹性成像系统的使用存在一定 的困难。
发明内容
根据本申请的笫一方面， 提供一种超声弹性成像系统， 包括： 弹性 检测模块， 用于对波束合成输出的信号进行处理， 计算反映待检测目标 的弹性的物理量， 根据该物理量生成相应的弹性图像； 参数计算模块， 用于计算与所述弹性图像对应的压缩参数， 所述压缩参数用于反映探头 对待检测目标的压缩程度； 显示模块， 用于显示弹性图像及其对应的压 缩参数。
根据本申请的笫二方面， 提供一种超声弹性成像方法， 包括： 弹性 检测步骤， 对波束合成输出的信号进行处理， 计算反映待检测目标的弹 性的物理量， 根据该物理量生成相应的弹性图像； 参数计算步骤， 计算 与所述弹性图像对应的压缩参数， 所述压缩参数用于反映探头对待检测 目标的压缩程度； 显示步骤， 显示弹性图像及其对应的压缩参数。
本申请的有益效果是： 通过在显示弹性图像的同时显示其对应的压 缩参数， 用户可以直观地根据显示结果来判断探头对待检测目标的压缩 是否需要调整，从而给用户尤其是操作经验不足的用户提供一定的指导， 使得操作更简便。
附图说明
图 1为本申请一种实施例的超声弹性成像系统的原理性结构图； 图 2和图 3为本申请一种实施例的超声弹性成像系统中对压缩参数 的一种显示的示意图；
图 4为本申请一种实施例的超声弹性成像系统中对压缩参数的另一 种显示的示意图；
图 5和图 6为本申请一种实施例的超声弹性成像系统中对压缩参数 的又一种显示的示意图；
图 7为本申请另一种实施例的超声弹性成像系统的原理性结构图； 图 8和图 9为本申请一种实施例的超声弹性成像系统中对压缩参数 和质量评估参数的一种显示的示意图；
图 10和图 11为本申请一种实施例的超声弹性成像系统中对压缩参 数和质量评估参数的另一种显示的示意图；
图 12 为本申请一种实施例的超声弹性成像系统中对压缩参数和质 量评估参数的又一种显示的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例 1 :
本实施例的超声弹性成像系统 10的原理性结构如图 1所示， 包括： 超声探头及其发射接收模块、信号预处理模块 101、B信号处理模块 102、 弹性处理模块 103和显示模块 104。 探头以系统预先设定好的扫描规则 进行超声发射并接收超声回波信号； 接收的回波信号通过信号预处理模 块 101进行信号预处理， 信号预处理包括波束合成处理， 还可以有如信 号放大、 模数转换、 正交分解等； 波束合成后的射频信号被送往多个并 行的模块进行处理， 包括 B信号处理模块 102和弹性处理模块 103 , 其 它实施例还可以有其它并行处理模块如血流信号处理等； 经 B信号处理 装置 102和弹性处理模块 103等并行处理后的图像信号被送往显示模块 104进行显示， 显示模块 104可以根据用户的选择显示相应的内容， 例 如仅显示经 B信号处理模块处理后的人体组织的灰阶图像， 或是仅显示 经弹性处理模块后得到的反映弹性信息的弹性图像， 或是同时显示灰阶 图像和弹性图像等等。 本实施例中， 探头的发射接收模块、 信号预处理 模块和 B信号处理模块以及显示模块对灰阶图像和弹性图像的显示可以 釆用常用的相关超声技术实现， 此外也可以增加本领域技术人员所熟知 的其它处理模块， 在此不做详述。 当然本实施例的超声弹性成像系统也 可以不包括 B信号处理模块等其他与弹性处理模块并行的处理。
对于本实施例的弹性处理模块 103 , 其包括弹性检测模块 111 和参 数计算模块 112 , 显示模块 104可以在显示弹性图像 121 的同时显示该 弹性图像对应的压缩参数 122。
弹性检测模块 111用于对波束合成输出的信号进行处理， 计算反映 待检测目标的弹性的物理量， 根据该物理量生成相应的弹性图像， 也就 是说， 通过弹性检测模块 111提取出可反映待检测目标的弹性信息。 可 釆用多种常用的弹性信息提取方法予以实现； 例如， 一种常用的弹性信 息提取方法基于射频信号互相关性， 其使用绝对差值和 （ SAD, Sum of Absolute Difference ) 算法快速检测出相邻两帧射频信号间的位移 ( displacement )信息， 进而对位移场求纵向 （即沿超声波传播方向）梯 度， 获得应变（strain )信息； 其他例子中可釆用别的算法检测位移信息， 如平方误差和 （SSD , Sum of Squared Difference ) 等。 对弹性信息检测 模块得到的弹性信息即应变信息进行输出成像为弹性图像， 送到显示模 块 104显示， 从而弹性特征不同的组织之间即可直观分辨。
参数计算模块 112用于计算与弹性图像对应的压缩参数， 压缩参数 反映探头对待检测目标的压缩程度。 参数计算模块 112可以是在弹性检 测模块提取弹性信息的同时进行参数计算， 也可以是在弹性检测模块处 理结束后进行， 本实施例中参数计算模块和弹性检测模块是并行处理。 压缩参数包括累积应变量， 累积应变量为从第一帧弹性图像的应变数据 至当前帧弹性图像的应变数据的积分， 具体而言， 可分别基于位移信息 和应变信息来计算。
( 1 )基于应变信息计算压缩参数
对于用户选定的 ROI (感兴趣区域）， 获得 ROI 内各采样位置当前 帧（假设其为第 k帧）的应变数据，求平均值得到平均应变量 Str— mean(k) , 由于探头压缩组织的上下过程， 该平均应变量可能为正数， 也可能为负 数。
从计算的第一帧的应变数据开始， 求积分， 得到总的累积应变量 Str— integral , 口下公式所示：
Str _ integral = ^ Str _ mean(i) 该累积应变量 Str— integral即可反映组织的压缩程度或形变程度，该 值的绝对值越大， 说明组织相对于原始位置形变越大（压缩或扩张）， 该 值的正负符号表示组织性变相对原始位置的方向。
以上计算虽然是以用户选定的 ROI内的 Str— integral作为反映压缩程 度的参数，但也可以使用整个扫描平面区域内的累积应变量 Str— integral。
( 2 )基于位移信息计算压缩参数
对于用户选定的感兴趣区域 ROI ,获得 ROI内各釆样位置当前帧（假 设其为第 k帧）的位移数据， 选出 ROI中某一深度 Depth的所有位移数 据， 比如可选用最深的 （即离探头最远的） 釆样位置处的位移数据， 对 所有位移数据求平均值得到平均位移量 Dis— mean(k) ,由于探头压缩组织 的上下过程， 该平均位移量可能为正数， 也可能为负数。 接着， 结合该 深度 Depth的大小， 算出参考应变量 Str— ref(k) , 如下公式所示： Sir _ ref (k) = Dis _ mean I Depth
其中 Str— ref(k)为当前帧 （即第 k帧） 的计算出的参考应变量。
公式中 Depth不一定是物理单位， 可以只是与实际物理深度对应的 某个数， 比如可以为与物理深度大小对应的射频釆样点数。
从计算的第一帧的应变数据开始， 求积分， 得到总的累积应变量
Str— integral , 口下公式所示：
Str _ integral = ^ Str _ ref (/') 该累积应变量 Str— integral即可反映组织的压缩程度或形变程度，该 值的绝对值越大， 说明组织相对于原始位置形变越大（压缩或扩张）， 该 值的正负符号表示组织形变相对原始位置的方向。
同样地，以上计算虽然是以用户选定的 ROI内的 Str— integral作为反 映压缩程度的参数， 但也可以使用整个扫描平面区域内的累积应变量 Str— integral。
上述压缩参数计算完毕后，将压缩参数连同与之相应的弹性信息（弹 性图像） 送入显示模块。 显示模块在同一画面中显示弹性图像及其相应 的压缩参数， 其中， 可釆用常用的相关技术实现弹性图像的显示， 而对 于压缩参数的显示， 可以通过多种方式显示。 例如， 如图 2和图 3所示， 在同一画面 200中除了显示弹性图像 201外， 压缩参数可显示为与该压 缩参数的数值对应的长度的条形图 202 (见图 2 ) 或线条 203 (见图 3 ), 图 2和图 3中可通过增加坐标轴或是在坐标轴上设定合适的压缩参数范 围以便用户能直观感知压缩程度； 又例如， 如图 4所示， 将压缩参数显 示为用针的旋转角表示压缩参数的数值的模拟仪表； 又例如， 如图 5和 图 6所示， 在同一画面 400中显示弹性图像 401 , 同时通过二维坐标图 进行显示压缩参数， 二维坐标图的横坐标为时间 t, 纵坐标为与时间对 应的压缩参数的数值， 压缩参数显示为与该压缩参数的数值对应的长度 的条形图 402 (见图 5 ) 或线条 403 (见图 6 )。
本实施例中， 显示模块中弹性图像及其压缩参数的显示随着图像的 实时釆集同步更新， 这样， 用户可以实时看到当前最新一帧弹性图像对 应的压缩情况， 从而用户可以判断是否需要调节手法重新采集图像， 尽 量将压缩程度控制在最优范围内； 最终， 给用户尤其是操作经验不足的 用户提供一定的指导， 使得操作更简便。
本实施例的超声弹性成像系统还可以作进一步改进， 可还包括告警 模块， 用于判断预设时间内各帧弹性图像的压缩参数是否满足预设合适 压缩强度， 如果不满足则通过图像和 /或声音和 /或文字提示用户应当调 整探头对待检测目标的压缩。
本申请中超声弹性成像方法的一种实施例与上述超声弹性成像系统 的实施例相应， 包括：
发射接收步骤 11、 在弹性成像模式下， 探头以系统预先设定好的扫 描规则进行超声发射并接收超声回波信号；
信号预处理步骤 12、 对接收到的超声回波信号进行信号预处理， 预 处理包括波束合成等；
弹性检测步骤 13、 对波束合成输出的信号进行处理， 计算反映待检 测目标的弹性的物理量， 根据该物理量生成相应的弹性图像；
参数计算步骤 14、 计算与弹性图像对应的压缩参数， 压缩参数用于 反映探头对待检测目标的压缩程度；
显示步骤 15、 显示弹性图像及其对应的压缩参数。
以上各步骤的具体实现可参考上述超声弹性成像系统的实施例中各 模块对应的实现过程， 在此不再重述。 此外上述方法实施例还可以包括 对 B信号进行处理以形成待检测目标的灰阶图像的步骤， 具体可以参考 常用 B信号处理技术， 在此不做详述。
实施例 2:
本实施例的超声弹性成像系统 50的原理性结构如图 7所示， 包括： 超声探头及其发射接收模块、信号预处理模块 501、B信号处理模块 502、 弹性处理模块 503和显示模块 504 , 其中弹性处理模块 503 包括弹性检 测模块 511和参数计算模块 512。 其中， 探头及其发射接收模块、 信号 预处理模块 501和 B信号处理模块 502、 弹性检测模块 511分别与实施 例 1 的探头及其发射接收模块、 信号预处理模块 101、 B信号处理模块 102、 弹性检测模块 111类似， 不再赘述。
本实施例中参数计算模块 512不仅用于计算与弹性图像对应的、 用 于反映探头对待检测目标的压缩程度的压缩参数， 还用于计算反映弹性 图像质量的质量评估参数， 其中压缩参数的计算与实施例 1中压缩参数 的计算类似， 不再赘述。 对于质量参数， 本实施例的质量参数包括形变 程度参数和 /或互相关检测质量参数，形变程度参数为弹性图像中感兴趣 区域内各釆样位置的应变量的平均值， 互相关检测质量参数为根据釆用 的位移检测算法所对应的评分标准得到的弹性图像的评分。
( 1 ) 形变程度参数
对于弹性检测模块而言， 组织的形变量太小， 则位移信息太小， 影 响图像信噪比； 若组织的形变量太大， 则可能引起压缩前后信号相关性 减弱， 导致弹性信息的检测不准确度增加。 此外， 探头釆集图像信号时， 其施加给组织的压缩操作是一个连续过程， 如果在一次连续压缩中， 组 织的形变量相差太大， 则弹性应变信息差别也太大， 将导致相邻多帧弹 性图像之间差异较大， 图像不稳定。 因此， 本实施例将形变程度参数视 为考核各帧弹性图像的参数之一。 形变程度参数为实时计算出的当前帧弹性图像对应的平均应变值， 即取出当前帧的感兴趣区域 ROI内或者整个扫描平面区域内的各釆样位 置的应变数据， 求得平均值， 则可得到平均应变值 Str— mean。 平均应变 值 Str— mean的大小 （即 Str— mean的绝对值） 若落在系统规定的范围内 (如 Str— mean小于根据经验设定的系统预设阔值）， 则表示形变程度合 适。
( 2 ) 互相关检测质量参数
由于弹性检测模块可基于相邻两帧超声回波信号间的互相关性来检 测位移信息， 然后对位移信息求纵向梯度得到应变信息； 因此， 位移信 息的准确性影响应变信息的准确性，从而会影响最终弹性图像的信噪比、 对比度等。 如果两帧信号互相关性较大， 则检测信噪比更高， 检测结果 更为准确； 如果两帧信号几乎不相关， 则检测结果不准确。 基于此， 本 实施例将互相关检测质量参数视为考核各帧弹性图像的参数之一， 互相 关检测质量参数为根据弹性信息检测模块釆用的位移检测算法所选择相 应的评分标准得到的当前帧图像的评分。
位移检测时， 对于其中一帧超声回波信号中某个釆样位置的信号， 需要在另一帧超声回波信号中某个搜索区域内寻找与之最为相关的位 置， 以釆用 SAD作为互相关判断为例， 该最为相关的位置即为 SAD值 最小的位置，该位置相对于原釆样位置的差异即为该釆样位置的位移值， 类似图像匹配算法。 可以理解， 对于釆用如 SSD作为互相关判断时， 该 最为相关的位置即为 SSD值最小的位置， 而对于以互相关系数（CC , Correlation Coefficient )作为互相关判断时， 该最为相关的位置即为 CC 值最大的位置。
这里以 SAD作为互相关判断为例进行互相关检测质量参数的说明。 对于每帧信号的每个釆样位置，记录搜索区域内各处对应的 SAD值的最 大值 SAD— max和最小值 SAD— min, 计算搜索区域的质量评分， 计算步 骤 （即评分标准） 包括：
I. 系统预先设置 SAD分布上下限， 即为 [SAD— Low, SAD— High] , SAD— Low<SAD— High;
II. 计算第一项得分 scorel , 其为 [0, 1]之间的值， 用来评估当前搜 索区域中某处的 SAD最大值与上限的距离，距离越近，得分越高。比如， 令： score l=(SAD_max - SAD— min)/ (SAD— High - SAD— min) ;
III. 计算第二项得分 score2 , 其为 [0, 1]之间的值， 用来评估当前搜 索区域中某处 SAD最小值与下限的距离， 距离越近， 得分越高。 比如， 令 score2=(SAD_max - SAD— min)/ (SAD— max - SAD— Low)；
IV. 取 scorel 和 score2 之间的加权结果作为本次搜索的质量得分 score— SAD , 比如令： score SAD = scorel *p+score2*(l-p) , 其中 p为系 统预先设定的参数， 的取值在 0~1之间。该加权结果为 [0, 1]之间的值， 再将 score— SAD乘以 100 , 拉伸到 [0, 100]之间。 当然， 质量得分也可不 进行拉伸 拉伸至其他区间范围内， 视使用习惯而定。
V. 对当前帧信号的所有釆样位置的质量得分求平均值，即得到该帧 的最终质量评分 Score— mean, 分值越高， 意味着搜索质量越好。 系统可 预设分数阔值， 若评分高于该阔值， 则认为该帧信号的位移检测满足系 统要求。
上述为基于 SAD进行位移检测的方法，本领域技术人员从前述的描 述可以理解， 还可以根据实际选用的其它位移检测算法来选择相应的评 分方法以对互相关检测质量进行评分。 前述关于评分的具体计算是为了 清楚说明本实施例的目的是要得到互相关检测质量的评分， 而不是对本 申请的限定。 此外， 前述所提及的如系统设定分数阔值、 SAD分布上下 限、 系统预先设定的参数等可以是超声系统默认自动设定， 也可以是由 用户根据需要通过用户界面直接设定。
本实施例可以选用形变程度参数和互相关检测质量参数中的任意项 来判断当前帧信号的质量是否满足预设质量要求，即，计算出的 Str— mean 的绝对值落在系统规定的某范围内则认为满足预设质量要求， 或; ί计算 出的 Score— mean 值高于系统规定的某分数阔值则认为满足预设质量要 求， 或者计算出的 Str— mean 的绝对值落在系统规定的某范围内的同时 Score— mean值高于系统规定的某分数阚值， 则认为该帧信号满足预设质 量要 ^。
上述参数计算完毕后， 送入显示模块。 显示模块在同一画面中显示 弹性图像及其相应的压缩参数和 /或质量评估参数。如果选择显示弹性图 像及其相应的压缩参数， 则显示方式类似实施例 1相应部分的描述， 不 再赘述。
如果选择显示弹性图像及其相应的质量评估参数， 弹性图像的显示 类似实施例 1相应部分的描述， 不再赘述， 而质量评估参数的显示可以 是： 将满足预设质量要求的质量评估参数以同一种颜色或图案的条形图 或同一种颜色或形状的线条显示， 将不满足预设质量要求的质量评估参 数以另一种颜色或图案的条形图或另一种颜色或形状的线条显示。例如， 如图 8和图 9所示， 在同一画面 600中除了显示弹性图像 601外， 质量 评估参数可显示为： 用同一种颜色或图案 （如图 8中的斜线图案 612 ) 的条形图或同一种颜色或形状（如图 9中的虚线形状 613 ) 的线条表示 满足预设质量要求的质量评估参数， 用另一种颜色或图案 （如其它不同 于斜线图案 612的图案） 的条形图或同一种颜色或形状（如实线形状） 的线条表示不满足预设质量要求的质量评估参数。
如果选择显示弹性图像及其相应的压缩参数和质量评估参数， 弹性 图像的显示类似实施例 1相应部分的描述， 不再赘述， 而压缩参数和质 量评估参数的显示可以通过同一个二维坐标图进行显示， 二维坐标图的 横坐标为时间， 纵坐标为与时间对应的压缩参数的数值， 压缩参数显示 为与该压缩参数的数值对应的长度的条形图或线条， 质量评估参数显示 为该条形图的颜色或图案或该线条的形状。 如图 10 中， 同一画面 700 同时显示某帧弹性图像 701及其压缩参数和质量评估参数， 其中压缩参 数釆用一条条形图 702表示， 而质量评估参数因满足预设质量要求而表 示为斜线图案 712 , 或者如图 11中压缩参数釆用一条线条 703表示， 而 质量评估参数则表示虚线形状 713。
本实施例在同时显示压缩参数和质量评估参数时， 还可以作进一步 改进， 例如， 在显示当前最新一帧弹性图像对应的压缩和质量的同时， 保存之前一段固定时间内的压缩和质量情况， 这样， 用户既可以实时看 到当前最新一帧弹性图像对应压缩质量， 也可以看到之前一段固定时间 内的压缩质量情况， 例如还可在二维坐标图中设有帧指示标志用于表示 系统指定的某帧图像（如当前帧） 所处时间的位置； 又例如， 还可以在 二维坐标图中预设一定的高度范围， 当表示压缩参数的条形图或线条处 于该预设高度范围内， 则表示该压缩参数对应为合适的压缩程度。
本实施例的超声弹性成像系统还可以作进一步改进， 可还包括告警 模块， 用于判断预设时间内各帧弹性图像的压缩参数是否满足预设合适 压缩强度、 以及判断预设时间内各帧弹性图像的质量评估参数是否满足 预设质量要求， 如果均不满足则通过图像和 /或声音和 /或文字提示用户 应当调整探头对待检测目标的压缩力度和频率。
本实施例中， 显示模块中弹性图像及其压缩参数和质量评估参数的 显示随着图像的实时釆集同步更新， 这样， 用户可以实时看到当前最新 一帧弹性图像对应的压缩情况和所釆集的图像的质量情况， 从而用户可 以判断是否需要调节手法重新釆集图像， 尽量将压缩程度和图像质量控 制在最优范围内； 最终， 给用户尤其是操作经验不足的用户提供一定的 指导， 使得操作更简便。
本申请中超声弹性成像方法的一种实施例与上述超声弹性成像系统 的实施例 2相应， 包括：
步骤 21、 在弹性成像模式下， 探头以系统预先设定好的扫描规则进 行超声发射并接收超声回波信号；
步骤 22、 对接收到的超声回波信号进行信号预处理， 预处理包括波 束合成等；
步骤 23、 对波束合成输出的信号进行处理， 计算反映待检测目标的 弹性的物理量， 根据该物理量生成相应的弹性图像；
步骤 24、 计算与弹性图像对应的压缩参数， 压缩参数用于反映探头 对待检测目标的压缩程度； 还计算反映弹性图像质量的质量评估参数； 步骤 25、 显示弹性图像及其对应的压缩参数和质量评估参数。
以上各步骤的具体实现可参考上述超声弹性成像系统的实施例 2中 各模块对应的实现过程， 在此不再重述。 此外上述方法实施例还可以包 括对 B信号进行处理以形成待检测目标的灰阶图像的步骤。
实施例 3 :
本实施例的超声弹性成像系统包括： 超声探头及其发射接收模块、 信号预处理模块、 B信号处理模块、 弹性处理模块和显示模块， 其中弹 性处理模块包括弹性检测模块和参数计算模块。 其中， 探头及其发射接 收模块、 信号预处理模块和 B信号处理模块、 弹性检测模块分别与实施 例 1的探头及其发射接收模块、 信号预处理模块、 B信号处理模块、 弹 性检测模块类似， 不再赘述。 参数计算模块仅计算反映弹性图像质量的 质量评估参数， 显示模块显示弹性图像及其对应的质量评估参数。 具体 的质量评估参数的计算及其显示可参考实施例 2中相应部分的描述， 不 再赘述。
本实施例中， 显示模块中弹性图像及其质量评估参数的显示随着图 像的实时釆集同步更新， 这样， 用户可以实时看到当前最新一帧弹性图 像对应的图像质量情况， 从而用户可以判断是否需要重新采集图像， 以 尽量将图像质量控制在最优范围内； 最终， 给用户尤其是操作经验不足 的用户提供一定的指导， 使得操作更简便。
下面通过一个实例来说明进一步说明对压缩参数和质量评估参数的 显示。
如图 12所示， 压缩参数和质量评估参数通过一个二维坐标图显示， 横坐标对应一定长度的时间， 该时间长度由系统指定， 纵坐标对应组织 相对初始位置的平均偏移量。对于每帧弹性图像，使用一个条形图（bar ) 来评价其压缩与质量。 压缩参数 （即前面计算得到的累计应变量 Str— integral )对应于与该 bar的高度。 该 Str— intergml有正负区别， 表示 组织相对于初始位置有上下偏移， 指示 bar也会分布在坐标轴的上下两 侧。 当然， 也可以直接釆用 Str— integral的绝对值来与 bar的高度对应， 此时 bar的高度仅表示组织相对初始位置的偏移量， 而不指明偏移方向， 此时指示 bar均分布在坐标轴的同一侧。 系统还可指定坐标轴上特定高 度范围内为合适的压缩程度， 比如图 12中的虚线框区域， 以帮助用户调 节力度， 尽量将压缩程度控制在最优范围内。 质量评估参数选用形变程 度参数和互相关检测质量参数，形变程度 Str— mean的绝对值落在系统指 定的范围内， 同时， 互相关检测质量评分 Score— mean高于系统指定的分 值，则将该帧对应的小 bar的颜色或图案指定为某种特殊颜色或图案（比 如图 12中的斜线图案）； 否则， 则将小 bar的颜色或图案指定为其他颜 色或图案 （比如图 8中的 12图案 bar )。
显示随着图像的实时釆集同步更新， 这样用户既可以实时看到当前 最新一帧弹性图像对应压力质量， 也可以看到之前一段固定时间内的压 力情况。 最终， 根据一段时间内小 bar的颜色或图案分布情况， 用户可 初步判断图像质量是否满足系统要求，是否需要调节手法重新釆集图像。 比如操作后， bar 的颜色或图案绝大多数为系统不建议的颜色或图案， 则说明所得图像可信度降低， 用户手法需要调整； 反之， 如果一定时间 内 bar的颜色或图案绝大多数为系统建议的颜色或图案， 则说明所得图 像可信度较高。 根据一段时间内小 bar的高度变化， 用户可根据需要来 适度增大或减小压缩组织的幅度，或者适度加快或减慢压放组织的频率。
成功釆集到满足需求的图像后，在用户回放观察已釆集图像的同时， 二维坐标图中坐标轴随之同步滚动刷新， 通过系统设定的帧指示标志， 用户可识别出与当前观察帧所对应的 bar (比如图 12中的小三角标志）。 即用户可方便的回放观察已釆集的图像及其对应的压力 bar。
综上， 当用户实时釆集弹性数据时， 使用一个二维坐标平面上的条 形图 bar (如彩色 bar ) 来提示压力质量， 每获得一帧弹性图像， 即在该 二维坐标平面上当前时间位置实时显示一个 bar,该 bar随采集过程实时 更新， 且与当前用户所见的弹性图像保持同步。 该坐标平面对应的时间 长度由系统指定。 成功釆集到满足需求的图像后， 在用户回放观察已釆 集图像的同时， 坐标轴随之同步滚动刷新，通过系统设定的帧指示标志， 用户可识别出与当前观察帧所对应的 bar。彩色 bar的纵向长度（或高度） 表示压缩程度的大小， 通过实时计算出压放过程中的累积应变量 Str— integral参数来指示压缩程度。 Str— integral有正有负， 则代表了组织 相^ "于初始位置的偏移量有上有下。也可釆用 Str— integral的绝对值来表 示压缩程度， 则其高度直接表示组织相对于初始位置偏移量的大小， 不 区分偏移方向。 系统还可指定一定的 bar高度建议范围， 如果一定时间 内绝大多数的 bar高度均落在建议范围内， 说明用户压放大小合适， 否 则需要适当增加或减小压放幅度。 上述彩色 bar的颜色表示对图像质量 的评价， 通过形变程度和互相关检测质量两方面来评估图像质量是否满 足系统要求。 实时计算出当前帧对应的平均应变值 Str— mean值， 通过判 断其大小 （即 Strain— mean 的绝对值） 是否落在系统指定的范围内来表 示其形变程度是否合适； 实时计算出当前帧对应的位移检测评分 Score— mean, 通过判断其是否高于系统指定的分数来表示其位移检测是 否可信。 如果两方面均满足要求， 则将该帧对应的 bar的颜色设置为特 定颜色（比如绿色， 由系统指定）， 否则， 则设置为其他颜色。 如果一定 连续时间内， 绝大部分 bar的颜色均为系统建议的颜色， 则说明图像质 量满足系统要求， 否则用户需要调整压放的幅度或频率， 重新釆集图像。 按本申请提供的系统 /方法， 用户在釆集弹性图像过程中， 可以根据 bar 的颜色或图案来判断图像质量是否合适， 压缩是否需要调整， 根据 坐标平面上 bar的高度来调整探头压缩组织的力度， 根据一定时间长度 内 bar形成的轮廓变化来调整压缩频率。 最终， 给用户尤其是首次操作 的用户提供一定的指导， 使得操作更简便。
本领域技术人员可以理解， 上述实施方式中各种方法的全部或部分 步骤可以通过程序来指令相关硬件完成， 该程序可以存储于一计算机可 读存储介质中， 存储介质可以包括： 只读存储器、 随机存储器、 磁盘或 光盘等。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述， 只是用于帮助理解本发明 并不用以限制本发明。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想， 可以对上述具体实施方式进行变化。

Claims

权 利 要 求
1. 一种超声弹性成像系统， 其特征在于， 包括：
弹性检测模块， 用于对波束合成输出的信号进行处理， 计算反映待 检测目标的弹性的物理量， 根据该物理量生成相应的弹性图像；
参数计算模块， 用于计算与所述弹性图像对应的压缩参数， 所述压 缩参数用于反映探头对待检测目标的压缩程度；
显示模块， 用于显示弹性图像及其对应的压缩参数。
2. 如权利要求 1所述的超声弹性成像系统， 其特征在于， 所述参数 计算模块还用于计算反映弹性图像质量的质量评估参数， 所述显示模块 还用于显示与弹性图像对应的质量评估参数。
3. 如权利要求 2所述的超声弹性成像系统， 其特征在于，
所述显示模块在显示弹性图像的同时， 在同一画面中显示该弹性图 像的压缩参数或质量评估参数， 所述压缩参数的显示包括： 将压缩参数 显示为与该压缩参数的数值对应的长度的条形图或线条， 或者将压缩参 数显示为用针的旋转角表示所述压缩参数的数值的模拟仪表， 或者通过 二维坐标图进行显示， 所述二维坐标图的横坐标为时间， 纵坐标为与时 间对应的压缩参数的数值； 所述质量评估参数的显示包括： 将满足预设 质量要求的质量评估参数以同一种颜色或图案的条形图或同一种颜色或 形状的线条显示， 将不满足预设质量要求的质量评估参数以另一种颜色 或图案的条形图或另一种颜色或形状的线条显示；
或者， 所述显示模块在显示弹性图像的同时， 在同一画面中显示该 弹性图像的压缩参数和质量评估参数， 所述压缩参数和质量评估参数的 显示通过同一个二维坐标图进行显示，所述二维坐标图的横坐标为时间， 纵坐标为与时间对应的压缩参数的数值， 所述压缩参数显示为与该压缩 参数的数值对应的长度的条形图或线条， 所述质量评估参数显示为所述 条形图的颜色或图案或所述线条的颜色或形状。
4. 如权利要求 3所述的超声弹性成像系统， 其特征在于， 所述二维 坐标图中设有帧指示标志， 用于表示系统指定的一帧图像所处时间的位 置； 和 /或， 所述二维坐标图中设有预设高度范围， 所显示的所述压缩参 数的条形图或线条处于所述预设高度范围内表示所述压缩参数为合适的 压缩程度。
5. 如权利要求 4所述的超声弹性成像系统， 其特征在于， 还包括： 告警模块， 用于判断预设时间内各帧弹性图像的压缩参数是否满足预设 合适压缩强度， 如果不满足则通过图像和 /或声音和 /或文字进行提示， 所述告警模块还用于判断预设时间内各帧弹性图像的质量评估参数是否 满足预设质量要求， 如果不满足则通过图像和 /或声音和 /或文字进行提 示。
6. 如权利要求 1-5任一项所述的超声弹性成像系统， 其特征在于， 所述压缩参数包括累积应变量， 所述累积应变量为从第一帧弹性图像的 应变数据至当前帧弹性图像的应变数据的积分；
所述第一帧弹性图像的应变数据为第一帧弹性图像中感兴趣区域内 各釆样位置的应变量的平均值， 所述当前帧弹性图像的应变数据为当前 帧弹性图像中感兴趣区域内各釆样位置的应变量的平均值；
或者， 所述第一帧弹性图像的应变数据为第一帧弹性图像中感兴趣 区域内某一深度的所有位移量的平均值与该深度的比值， 所述当前帧弹 性图像的应变数据为当前帧弹性图像中感兴趣区域内某一深度的所有位 移量的平均值与该深度比值。
7. 如权利要求 6所述的超声弹性成像系统， 其特征在于， 所述质量 评估参数包括形变程度参数和互相关检测质量参数中的至少一项； 所述 形变程度参数为弹性图像中感兴趣区域内各釆样位置的应变量的平均 值； 所述互相关检测质量参数为根据釆用的位移检测算法所对应的评分 标准得 'J的弹性图像的评分。
8. 如权利要求 7所述的超声弹性成像系统， 其特征在于， 所述釆用 的位移检测算法为绝对值和 SAD算法， 所述对应的评分标准包括： 计算第一项得分， 所述第一项得分用于评估位移检测中当前搜索区 域的 SAD最大值和预设的 SAD上限的距离；
计算第二项得分， 所述第二项得分用于评估所述当前搜索区域的 SAD最小值与预设的 SAD下限的距离；
取第一项得分和第二项得分的加权结果作为当前搜索的质量得分； 对弹性图像遍历得到的质量得分求平均值即得到该弹性图像的评 分。
9. 一种超声弹性成像方法， 其特征在于， 包括：
弹性检测步骤， 对波束合成输出的信号进行处理， 计算反映待检测 目标的弹性的物理量， 根据该物理量生成相应的弹性图像；
参数计算步骤， 计算与所述弹性图像对应的压缩参数， 所述压缩参 数用于反映探头对待检测目标的压缩程度；
显示步骤， 显示弹性图像及其对应的压缩参数。
10. 如权利要求 9所述的超声弹性成像方法， 其特征在于， 所述参 数计算步骤还计算反映弹性图像质量的质量评估参数， 所述显示步骤还 显示与弹性图像对应的质量评估参数。
11. 如权利要求 10所述的超声弹性成像方法， 其特征在于， 在显示弹性图像的同时， 在同一画面中显示该弹性图像的压缩参数 或质量评估参数， 所述压缩参数的显示包括： 将压缩参数显示为与该压 缩参数的数值对应的长度的条形图或线条， 或者将压缩参数显示为用针 的旋转角表示所述压缩参数的数值的模拟仪表， 或者通过二维坐标图进 行显示， 所述二维坐标图的横坐标为时间， 纵坐标为与时间对应的压缩 参数的数值； 所述质量评估参数的显示包括： 将满足预设质量要求的质 量评估参数以同一种颜色或图案的条形图或同一种颜色或形状的线条显 示， 将不满足预设质量要求的质量评估参数以另一种颜色或图案的条形 图或另一种颜色或形状的线条显示；
或者， 在显示弹性图像的同时， 在同一画面中显示该弹性图像的压 缩参数和质量评估参数， 所述压缩参数和质量评估参数的显示通过同一 个二维坐标图进行显示， 所述二维坐标图的横坐标为时间， 纵坐标为与 时间对应的压缩参数的数值， 所述压缩参数显示为与该压缩参数的数值 对应的长度的条形图或线条， 所述质量评估参数显示为所述条形图的颜 色或图案或所述线条的颜色或形状。
12. 如权利要求 11所述的超声弹性成像方法， 其特征在于， 所述二 维坐标图中设有帧指示标志， 用于表示系统指定的一帧图像所处时间的 位置； 和 /或， 所述二维坐标图中设有预设高度范围， 所显示的所述压缩 参数的条形图或线条处于所述预设高度范围内表示所述压缩参数为合适 的压缩程度。
13. 如权利要求 12所述的超声弹性成像方法，其特征在于，还包括： 告警步骤， 判断预设时间内各帧弹性图像的压缩参数是否满足预设合适 压缩强度， 如果不满足则通过图像和 /或声音和 /或文字进行提示； 所述 告警步骤还判断预设时间内各帧弹性图像的质量评估参数是否满足预设 质量要求， 如果不满足则通过图像和 /或声音和 /或文字进行提示。
14. 如权利要求 9-13任一项所述的超声弹性成像方法，其特征在于， 所述压缩参数包括累积应变量， 所述累积应变量为从第一帧弹性图像的 应变数据至当前帧弹性图像的应变数据的积分；
所述笫一帧弹性图像的应变数据为第一帧弹性图像中感兴趣区域内 各釆样位置的应变量的平均值， 所述当前帧弹性图像的应变数据为当前 帧弹性图像中感兴趣区域内各釆样位置的应变量的平均值；
或者， 所述第一帧弹性图像的应变数据为第一帧弹性图像中感兴趣 区域内某一深度的所有位移量的平均值与该深度的比值， 所述当前帧弹 性图像的应变数据为当前帧弹性图像中感兴趣区域内某一深度的所有位 移量的平均值与该深度比值。
15. 如权利要求 14所述的超声弹性成像方法， 其特征在于， 所述质 量评估参数包括形变程度参数和互相关检测质量参数中的至少一项； 所 述形变程度参数为弹性图像中感兴趣区域内各釆样位置的应变量的平均 值； 所述互相关检测质量参数为根据釆用的位移检测算法所对应的评分 标准得 'J的弹性图像的评分。
16. 如权利要求 15所述的超声弹性成像方法， 其特征在于， 所述釆 用的位移检测算法为绝对值和 SAD算法， 所述对应的评分标准包括： 计算第一项得分， 所述第一项得分用于评估位移检测中当前搜索区 域的 SAD最大值和预设的 SAD上限的距离；
计算第二项得分， 所述第二项得分用于评估所述当前搜索区域的
SAD最小值与预设的 SAD下限的距离；
取第一项得分和第二项得分的加权结果作为当前搜索的质量得分； 对弹性图像遍历得到的质量得分求平均值即得到该弹性图像的评
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