一种超声成像装置及方法_5

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件概率的计算也具有很强的操作性,通过预先设定的实验,借助于目测,计算当三类情况发生时,特征向量X的概率分布。
[0188]对当前采集的回波特征向量X进行分析,计算属于各类的后验概率P (w=a I X),P (w=b I x)和 p (w=c | x).计算公式分别为:
[0189]P (w=a I X) =p (x | w=a) *p (w=a) /p (x),
[0190]p (w=b I x) =p (x I w=b) *p (w=b) /p (x),
[0191 ] p (w=c I x) =p (x I w=c) *p (w=c) /p (x).
[0192]应用最小错误率贝叶斯分类器进行判断:选择后验概率最大的类完成判别。
[0193]其他分类器还有很多,比如基于核函数和支持向量机,通过最大化决策边界来实现分类问题;或使用决策树、多层前馈神经网络等等,具体方法不在这里一一赘述。
[0194]还有一种回波分析器是通过对一个切面内的图像进行分析,基于当前回波和其邻接的回波信息进行判断,比如某个区域内图像的纹理特征(人体组织的纹理特征与耦合剂混响的纹理有很大差别),同样也可以达到确定“标量测度”的目的。
[0195]具体的,如图14所示,为本发明提供的3D成像装置中回波分析器实施例二的结构示意图,其包括:
[0196]切面图像获取单元23,用于从所述超声换能器12获得的初始超声波信号中获取同一个切面内的相邻图像;
[0197]比较器24,比较所述切面图像获取单元23所获取的统一切面内的相邻图像;
[0198]质量确定单元25,用于根据所述比较器器23的比较结果,确定所述超声换能器12的声头透过声窗结构与待检查人体的乳房的接触程度或超声图像出现气泡的程度。
[0199]另外一种不使用“标量测度”的方式是直接显示图像,或对某一冠状面进行实时重建和显示,虽然图像质量较差,但可大致了解目前的接触情况,并对图像质量的预期作出判断。
[0200]综上所述,回波分析器2的目的是通过对回波信号进行分析,从而对目前的成像质量给出量的提示。
[0201]实施本发明,医生在放置超声探头时,不会等太长时间让3D超声成像装置去完整采集整个3D数据,本发明采用稀疏的采样方法来采集数据,有效降低探头放置时的准备时间。本发明进行正常扫描和3D重建时,1cm的区域需要大约30秒的时间采集大约200帧数据,就是每秒钟采集6-7帧数据。在对接触与否进行检测时,可能只需要3秒钟完成整个体数据的扫描,按照每秒15帧的采集速度,大约可采集45帧数据,也就是2-3_采集一帧,这样的采样频率对于检测是否有接触已经足够。实际上,在检测过程中,往往可以使用更高的脉冲重复频率来完成,因为分析不需要更深的回波数据,因而,探测精度或采集速度可以进一步提闻。
[0202]超声换能器以较高的速度反复对整个扫描面的数据进行采集,并将采集的结果经过分析和重建显示在显示模块的屏幕上,医生可以在短时间内从屏幕上获取整个图像的大致形态,对于接触不好的区域进行判断,并实时对探头的声窗角度和位置做调整,使其达到最佳状态。如图15 (a)所示,探头方位偏左,经过大约2-3秒钟的数据采集,3D超声成像装置的回波分析器对回波数据进行分析,并对接触和非接触的区域进行判断和显示,黑色的区域是探头与组织接触良好的区域,白色区域是非接触区域。用户看到这个区域时,将调整探头位置向左移动如图15 (b)所示,而这一位置会在接下来2-3秒钟显示给用户。
[0203]一旦用户选择了冠状面的采集深度,比如在Icm深度下,实时3D重建的计算量是非常小的,因为计算是增量算法,已经重建的图像不会重新计算。在用户重新更改采集深度或改变效果时,需要对更新对已经采数据的进行重建。
[0204]相应的,本发明还提供一种3D超声成像方法,由前述的3D超声成像装置实现。
[0205]参见图16,为本发明提供的3D成像方法实施例一的流程示意图,该实施例一的方法,包括:
[0206]步骤100,将所述超声探头组件的声窗结构的表面与待检查人体的乳房直接接触;
[0207]步骤101,所述超声换能器在所述密封腔体内以第一速度往返循环移动,透过所述声窗结构的表面对所述待检查人体的乳房进行高速预扫,获得初始超声波信号;
[0208]步骤102,所述回波分析器对所述超声换能器获得的初始超声波信号进行分析,确定所述超声换能器进行闻速预扫获得的超声图像质量;
[0209]步骤103,所述超声换能器以第二速度在所述密封腔体中往返循环移动,重新扫描获得超声波信号。
[0210]参见图17,为本发明提供的3D成像方法实施例二的流程示意图,该实施例二的方法,包括:
[0211]步骤200,将所述超声探头组件的声窗结构的表面与待检查人体的乳房直接接触;
[0212]步骤201,所述超声换能器在所述密封腔体内以第一速度往返循环移动,透过所述声窗结构的表面对所述待检查人体的乳房进行高速预扫,获得初始超声波信号;
[0213]步骤202,所述回波分析器对所述超声换能器获得的初始超声波信号进行分析,确定所述超声换能器进行闻速预扫获得的超声图像质量;
[0214]步骤203,所述超声换能器以第二速度在所述密封腔体中往返循环移动,重新扫描获得超声波信号。
[0215]步骤204,处理所述超声换能器以第二速度在所述密封腔体内往返循环移动时获取的超声波信号,对某一深度下已经采集的超声波信号进行分析,重建3D冠状面图像。
[0216]参见图18,为本发明提供的3D成像方法实施例三的流程示意图,该实施例三主要描述回波分析器进行回波分析的第一种方法,具体包括:
[0217]步骤2020,从所述超声换能器获得的初始超声波信号中提取特征量;具体的,可以使用主成分分析或通过深度学习方式从所述超声换能器获得的初始超声波信号提取特征值。
[0218]步骤2021,根据所述提取的特征量,将所述超声换能器获得的初始超声波信号进行分类;具体的,可以根据所述提取的特征量,利用基于贝叶斯统计的分类器或基于核函数的分类器或支持向量机的分类器将所述超声换能器获得的初始超声波信号进行分类。
[0219]步骤2022,根据对所述初始超声波信号所分的类别,确定所述超声换能器的声头透过声窗结构与待检查人体的乳房的接触程度或超声图像出现气泡的程度。
[0220]参见图19,为本发明提供的3D成像方法实施例四的流程示意图,该实施例三主要描述回波分析器进行回波分析的第二种方法,具体包括:
[0221]步骤2023,从所述超声换能器获得的初始超声波信号中获取同一个切面内的相邻图像;
[0222]步骤2024,比较所述获取的统一切面内的相邻图像;
[0223]步骤2025,根据所述比较结果,确定所述超声换能器的声头透过声窗结构与待检查人体的乳房的接触程度或超声图像出现气泡的程度。
[0224]参见图20,为本发明提供的3D成像方法实施例五的流程示意图,该实施例五具体包括:
[0225]步骤300,将所述超声探头组件的声窗结构的表面与待检查人体的乳房直接接触;
[0226]步骤301,所述超声换能器在所述密封腔体内以第一速度往返循环移动,透过所述声窗结构的表面对所述待检查人体的乳房进行高速预扫,获得初始超声波信号;
[0227]步骤302,所述回波分析器对所述超声换能器获得的初始超声波信号进行分析,确定所述超声换能器进行闻速预扫获得的超声图像质量;
[0228]步骤303,所述超声换能器以第二速度在所述密封腔体中往返循环移动,重新扫描获得超声波信号。
[0229]步骤304,处理所述超声换能器以第二速度在所述密封腔体内往返循环移动时获取的超声波信号,对某一深度下已经采集的超声波信号进行分析,重建3D冠状面图像。
[0230]步骤305,实时显示所述超声换能器以第一速度往返循环移动时获取的初始超声波信号以反映所述超声换能器进行高速预扫获得的超声图像质量,以及所述3D冠状面图像。
[0231]其中,所述方法还包括:
[0232]获取所述超声换能器以第一速度或第二速度在所述密封腔体中往返循环移动时,其声头在所述密封腔体中所处的位置信息。其具体实现过程如前述的3D超声成像装置实施例中描述的通过传感器的方式来获得超声换能器的位置信息,在此不再赘述。
[0233]以及根据接收到的标记指令,标记所述超声换能器当前扫描位置,其具体实现如前述的通过位置标示单元进行位置标记,在此不再赘述。
[0234]图21是使用本发明提供的3D超声成像装置进行超声扫描的准备阶段的工作流程示意图:3D超声成像装置首先进入准备阶段,并以第一种移动速度进行扫描(可能2-3秒时间内完成一个来回),此时3D超声成像装置内部的回波分析器对采集的回声信号进行分析,计算这个表面的接触程度,并在对应的显示器上指示,这个过程反复循环,直到用户退出这个循环。
[0235]图22是使用本发明提供的3D超声成像装置进行超声扫描的准备阶段的工作流程示意图。退出准备阶段的条件是用户认可当前探头位置摆放,用户通过观察接触指示并调整好探头位置之后,才决定是否正式进入的数据采集阶段,。
[0236]实施本发明,具有如下有益效果:
[0237]本发明提供3D超声成像装置及方法,其采用的超声探头的声窗结构机械强度较高,具有良好的透声性,且与待检查人体的乳房之间保持良好的稳定性。
[0238]并且,本发明提供的3D超声成像装置,其超声探头采用高速预扫的方式快速获取超声数据,以评估超声探头的声窗表面与人体组织接触或者耦合的好坏,经调整后再进行闻速扫描,从而提闻了乳腺扫描的成功率。
[0239]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。
[0240]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,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
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