專利名稱：一種實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲彈性成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
軟組織的病變常常伴隨著組織硬度的改變。比如，乳腺或者前列腺實(shí)質(zhì)性腫瘤的硬度要大于正常組織，而液性囊腫的硬度小于正常組織。傳統(tǒng)上，臨床醫(yī)生用觸診來定性判斷腫塊的軟硬程度。然而，當(dāng)腫塊埋藏于較深的軟組織內(nèi)部，或者體積較小時，通過觸診就很難發(fā)現(xiàn)這些組織病變。超聲彈性成像是近年來發(fā)展比較快的一種新的超聲成像技術(shù)，可以對組織力學(xué)屬性(如組織彈性、組織硬度)進(jìn)行成像，為臨床疾病診斷提供更加豐富的功能信息。然而，現(xiàn)有技術(shù)的超聲彈性成像技術(shù)存在一定的不足
一、現(xiàn)有算法在速度和精確度方 面存在著相互制約的問題。目前絕大部分的實(shí)時性好的算法都是一維的(即只考慮組織在受壓時的軸向運(yùn)動)，其中包括題目為“Real timetissue elasticity imaging using the combined autocorrelation method”，“Motionestimation in ultrasound images using time domain cross correlation with priorestimates”等文章。這些算法假設(shè)在同一根射頻(Radio Frequency, RF)信號上組織位移連續(xù)，因此可以利用前一個位移的估計(jì)值作為下一次估計(jì)的先驗(yàn)值，從而減小互相關(guān)的搜索范圍。這些一維算法在結(jié)構(gòu)相對簡單的體模上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時可以獲得很好的結(jié)果。由于對人體組織施壓后，其產(chǎn)生位移場比較復(fù)雜，當(dāng)這些算法用于活體實(shí)驗(yàn)時很難取得滿意的結(jié)果O二、二維位移估計(jì)算法的魯棒性較好，但傳統(tǒng)二維估計(jì)算法的缺點(diǎn)是運(yùn)算量過大，無法滿足臨床實(shí)時成像的需求。近些年來，一些研究組提出的新算法，比如動態(tài)規(guī)劃算法“Ultrasound elastography: a dynamic programming approach，’、光流法“A motion estimation refinement framework for real-time tissue axial strainestimation with freehand ultrasound” 以及快速互相關(guān)算法“A fast normalizedcross-correlation method for motion estimation”等,這些算法同時考慮了組織受壓產(chǎn)生的側(cè)向位移，魯棒性比較好，同時具有較好的實(shí)時性，但是其在處理組織大位移方面，容易出現(xiàn)誤差。有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和提高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法和系統(tǒng)。旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中針對復(fù)雜的位移場容易出現(xiàn)誤差等問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法，其中，包括以下步驟51、采用二維匹配算法對待處理的兩幀射頻信號進(jìn)行預(yù)估，得到位移場ΙΠμ,ν)，所述兩幀射頻信號之間存在位移變化；
52、設(shè)定一先驗(yàn)估計(jì)tp,所述先驗(yàn)估計(jì)tp等于位移場U(μ,V)的軸向位移Ut(u);使得經(jīng)過預(yù)估值修正之后的兩幀射頻信號的位移保持1/4個波長之內(nèi)；
53、根據(jù)先驗(yàn)估計(jì)％和位移場UM的側(cè)向位移Ut(V),計(jì)算相移，得到軸向位移場；
其中，U、V分別代表軸向和側(cè)向位移量。優(yōu)選地，所述的實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法，其中，所述步驟SI中，二維匹配算法分為二維相關(guān)檢測算法和絕對差分求和算法。優(yōu)選地，所述的實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法，其中，所述二維匹配算法包括最小均方誤差函數(shù)、最小平均絕對值函數(shù)和/或最大匹配像素統(tǒng)計(jì)。優(yōu)選地，所述的實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法，其中，所述步驟SI具體包括以下步驟
SlU選擇兩幀射頻信號，以第一射頻信號Irns中第一區(qū)域作為目標(biāo)區(qū)域，在第二射頻信號Im +1尋找最佳匹配的第二區(qū)域，其中，相關(guān)系數(shù)定義為
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟 51、采用二維匹配算法對待處理的兩幀射頻信號進(jìn)行預(yù)估，得到位移場 ，所述兩幀射頻信號之間存在位移變化； 52、設(shè)定一先驗(yàn)估計(jì)tp，所述先驗(yàn)估計(jì)tp等于位移場FJ(MjV)的軸向位移R(U);使得經(jīng)過預(yù)估值修正之后的兩幀射頻信號的位移保持1/4個波長之內(nèi)； 53、根據(jù)先驗(yàn)估計(jì)tp和位移場的側(cè)向位移K(V),計(jì)算相移，得到軸向位移場u(i)； 其中，u、v分別代表軸向和側(cè)向位移量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟SI中，二維匹配算法分為二維相關(guān)檢測算法和絕對差分求和算法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法，其特征在于，所述二維匹配算法包括最小均方誤差函數(shù)、最小平均絕對值函數(shù)和/或最大匹配像素統(tǒng)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟SI具體包括以下步驟 SlU選擇兩幀射頻信號，以第一射頻信號Ims中第一區(qū)域作為目標(biāo)區(qū)域，在第二射頻信號Ims+1尋找最佳匹配的第二區(qū)域，其中，相關(guān)系數(shù)定義為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括
6.一種實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包括 預(yù)估模塊，用于采用二維匹配算法對待處理的兩幀射頻信號進(jìn)行預(yù)估，得到位移場CZ(MjV),所述兩幀射頻信號之間存在位移變化； 先驗(yàn)估計(jì)模塊，用于設(shè)定一先驗(yàn)估計(jì)tp，所述先驗(yàn)估計(jì)tp等于位移場的軸向位柳M ;使得經(jīng)過預(yù)估值修正之后的兩幀射頻信號的位移保持1/4個波長之內(nèi)； 位移計(jì)算模塊，用于根據(jù)先驗(yàn)估計(jì)tp和位移場l/(M,v)的側(cè)向位移Ut(y),計(jì)算相移，得到軸向位移場。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)時超聲彈性成像位移估計(jì)方法和系統(tǒng)，其方法首先采用二維匹配算法對待處理的兩幀射頻信號進(jìn)行預(yù)估，得到位移場，所述兩幀射頻信號之間存在位移變化；然后設(shè)定一先驗(yàn)估計(jì)tp，所述先驗(yàn)估計(jì)tp等于位移場的軸向位移；使得兩幀射頻信號的位移保持1/4個波長之內(nèi)最后，根據(jù)先驗(yàn)估計(jì)tp和位移場的側(cè)向位移，計(jì)算相移，得到軸向位移場。其解決了傳統(tǒng)相移算法中容易出現(xiàn)的相位混疊問題，在兼顧運(yùn)算速度的前提下，有效地提高了估計(jì)的精度。
文檔編號A61B8/08GK103040488SQ20121056123
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者陸敏華, 孫瑞超, 汪天富, 陳思平 申請人:深圳大學(xué)