高频超声血流灰阶成像方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及医疗器械【技术领域】，为在采用单脉冲超声发射的前提下，实现浅表组织的血流灰阶成像，本发明采取的技术方案是，高频超声血流灰阶成像方法及装置，由超声换能器、回声接收通道、缓冲选择器、多路开关，N个缓存器、减法器、加法器、线存储器和地址指针计数器组成：超声换能器发射的N次超声单脉冲由回声接收通道接收，回声信息接收通道输出已变换为数字信号的回声信息，其输出接至缓存器1～N的数据输入端，缓存选择器控制多路开关，将减法器的结果输出至加法器相加，加法器的输出接至线存储器，线存储器的地址由线地址指针计数器产生，每变换一个扫描位置线地址指针计数器加1。本发明主要应用于医疗器械的设计制造。
【专利说明】高频超声血流灰阶成像方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械【技术领域】，具体讲，涉及高频超声血流灰阶成像方法及装置。技术背景
[0002]灰阶血流成像技术是近些年发展起来的一种血流成像技术。其原理是采用脉冲压缩技术(即编码技术)来实现信号增强，提取组织及血流的回声信息，用减去法提取血流中散射信号并成像。对于静止的组织，由于两幅图像的信息相同，因而相互抵消，对于由血流散射形成的回声，由于血流的运动而使两幅图像的回声信息有所不同，因而不能抵消。相减的结果保留了血流信息，从而检测出了血流。这种方法虽然不能定量地获得血流的速度和方向信息，却可获得与结构成像相同的分辨力，并且不受探测角度的限制，因此有着良好的应用前景。但是，由于血液的反向散射信号极弱，在普通超声结构成像中，血液近似于无回声区，其回声很难检出，因此采用编码发射技术来提高信噪比成为该技术应用的前提。但是，由于器件等因素的制约，超声频率越高，编码发射越难实现，因此限制了该技术在高频超声领域的应用。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，在采用单脉冲超声发射的前提下，实现浅表组织的血流灰阶成像。为此，本发明采取的技术方案是，高频超声血流灰阶成像方法，包括以下步骤:
[0004]在扫描区域内设定有m个扫描位置，超声换能器自扫描的初始位置I依次移动到最后一扫描位置m，超声换能器在每一扫描位置的停留时间T内连续等间隔地发射N个超声单脉冲，并由回声接收通道接收超声回声信息Ai1~AiN，脉冲个数N、回声接收时间t、每一扫描位置的停留时间T符合如下关系:`
[0005]NXt < T(I)
[0006]N 取到 2 ~8 ;
[0007]由缓冲选择器控制多路开关将所接收的N组超声回声信息依次暂存到缓存器I~缓存器N ;将N个缓存器中的N组超声回声信息同时读出，由减法器和加法器将N次探测获取的回声信息采用公式2进行运算；
[0008]Ai= I Ai2-Ail I +1 Ai3-Ai21+...+1 AiN—AiH I(2)
[0009]其中，i为当前扫描位置，i的取值依次为1，2，3……m，将地址指针指向线存储器的当前扫描位置i的地址，将运算后的当前条扫描线Ai的超声回声信息存至该地址位置，从而，完成了当前条扫描线的处理和存储；以此类推，完成m个扫描位置的扫描线Al~Am，获得整个扫描区域的血流信息，形成二维超声血流图像。
[0010]高频超声血流灰阶成像装置，由超声换能器、回声接收通道、缓冲选择器、多路开关，N个缓存器、减法器、加法器、线存储器和地址指针计数器组成:超声换能器发射的N次超声单脉冲由回声接收通道接收，回声信息接收通道输出已变换为数字信号的回声信息，其输出接至缓存器I~N的数据输入端，缓存选择器控制多路开关，在N个发射周期依次选择将回声信息送到缓存器I~N，缓存器I~N为N个先进先出存储器FIFO，每个缓存器仅在被选通的发射周期内接收数据，在缓存器N开始接收数据后，将缓存器I~N的数据同时输出至减法器I~N-1，将减法器的结果输出至加法器相加，加法器的输出接至线存储器，线存储器的地址由线地址指针计数器产生，每变换一个扫描位置线地址指针计数器加I。
[0011]超声换能器自扫描的初始位置I依次移动到最后一扫描位置m ;超声换能器在每一扫描位置的停留时间T内连续等间隔地发射N个超声脉冲，并由回声接收通道接收超声回声信息Ai1~AiN，N=2~8。
[0012]本发明具备下列技术效果:
[0013]无须采用编码发射技术提高血流回声信号强度，，仅采用高频单脉冲超声即可实现高频超声浅表组织血流成像；采用多次发射，两两相减并累加，可以加大图像亮度与血流速度的相关程度。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明中实现线血流灰阶成像的电路原理框图；
[0015]图2是二维超声扫描程示意图；
[0016]图3高频浅表组织血流灰阶成像多次发射、采样示意；
[0017]图4是本发明实施例中实现血流灰阶成像的电路原理框图；
[0018]图5是本发明实施例中取m=600，Τ=200μ s, N=4时的图像；
[0019]图6正常的高频超声二维结构成像。
【具体实施方式】
[0020]研究表明，血流的回声主要是由红细胞对超声的散射形成的，并且在波长远大于红细胞半径的条件下，基本符合瑞利散射的规律。已知正常红细胞的半径平均在3.5 μ m左右，因此可推算出符合瑞利散射条件的超声频率为f ( 34MHz。根据瑞利散射公式可推导出红细胞的反向散射系数Ts为:
【权利要求】
1.一种高频超声血流灰阶成像方法，其特征是，包括下列步骤:在扫描区域内设定有m个扫描位置，超声换能器自扫描的初始位置I依次移动到最后一扫描位置m，超声换能器在每一扫描位置的停留时间T内连续等间隔地发射N个超声单脉冲，并由回声接收通道接收超声回声信息Ai1~AiN,脉冲个数N、回声接收时间t、每一扫描位置的停留时间T符合如下关系: NXt < T(I) N取到2~8 ; 由缓冲选择器控制多路开关将所接收的N组超声回声信息依次暂存到缓存器I~缓存器N ;将N个缓存器中的N组超声回声信息同时读出，由减法器和加法器将N次探测获取的回声信息采用公式2进行运算； Ai= I Ai2-Ai I+ Ai3-Ai21 +…+11(2) 其中，i为当前扫描位置，i的取值依次为1，2，3……m，将地址指针指向线存储器的当前扫描位置i的地址，将运算后的当前条扫描线Ai的超声回声信息存至该地址位置，从而，完成了当前条扫描线的处理和存储；以此类推，完成m个扫描位置的扫描线Al~Am，获得整个扫描区域的血流信息，形成二维超声血流图像。
2.一种高频超声血流灰阶成像装置，其特征是，由超声换能器、回声接收通道、缓冲选择器、多路开关，N个缓存器、减法器、加法器、线存储器和地址指针计数器组成:超声换能器发射的N次超声单脉冲由回声接收通道接收，回声信息接收通道输出已变换为数字信号的回声信息，其输出接至缓存器I~N的数据输入端，缓存选择器控制多路开关，在N个发射周期依次选择将回声信息送到缓存器I~N，缓存器I~N为N个先进先出存储器FIFO，每个缓存器仅在被选通的发射周期内接收数据，在缓存器N开始接收数据后，将缓存器I~N的数据同时输出至减法器I~N-1， 将减法器的结果输出至加法器相加，加法器的输出接至线存储器，线存储器的地址由线地址指针计数器产生，每变换一个扫描位置线地址指针计数器加I。
3.如权利要求2所述的高频超声血流灰阶成像装置，其特征是，超声换能器自扫描的初始位置I依次移动到最后一扫描位置m ;超声换能器在每一扫描位置的停留时间T内连续等间隔地发射N个超声脉冲，并由回声接收通道接收超声回声信息Ai1~AiN，N取值2~8。
【文档编号】A61B8/06GK103876780SQ201410074468
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】杨军, 高旋, 庞超, 宋学东, 计建军, 王延群 申请人:天津迈达医学科技股份有限公司