超声波成像系统、超声波成像方法及一维位移扫描方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107095692A(43)申请公布日2017.08.29(21)申请号201610094686.4(22)申请日2016.02.19(71)申请人乐普（北京）医疗器械股份有限公司地址102200北京市昌平区超前路37号7号楼(72)发明人王海生王楚潇王挺李擎王卫王晓猛李宇宏秦世民(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人张海英林波(51)Int.Cl.A61B8/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称超声波成像系统、超声波成像方法及一维位移扫描方法(57)摘要本发明公开了一种超声波成像系统、超声波成像方法及一维位移扫描方法，属于超声波成像系统领域，为解决现有装置检测效果差等问题而设计。本发明超声波成像系统包括前端位移传感器、信号处理板和上位机，前端位移传感器与信号处理板之间双向信号连通，信号处理板和上位机之间双向信号连通。本发明超声波成像方法使用超声波回波信号作为剪切波回波的载体，通过处理超声回波信号计算得到剪切波在被检测物体中的速度变化和杨氏模量，以获知被检测物体的物理特性变化。本发明超声波成像系统以及基于该成像系统的超声波成像方法、一维位移扫描方法和脂肪含量检测方法，系统稳定性好，检测结果更准确。CN107095692ACN107095692A权利要求书1/2页1.一种超声波成像系统，其特征在于，包括前端位移传感器、信号处理板和上位机，所述前端位移传感器与信号处理板之间双向信号连通，所述信号处理板和上位机之间双向信号连通；其中，前端位移传感器，用于发送剪切波信号，所述剪切波用于根据其在被检测物体中的速度变化和杨氏模量来反映被检测物体的物理特性变化；信号处理板，用于产生超声波并接收所述上位机发送的控制端口信息；上位机，用于向信号处理板发送控制端口信息，处理超声回波信号并计算出所述剪切波在被检测物体中的速度变化和杨氏模量，进而获知所述被检测物体的物理特性变化。2.根据权利要求1所述的超声波成像系统，其特征在于，所述信号处理板包括用于产生超声波的FPGA芯片和用于接收所述上位机发送的控制端口信息的高速通讯协议芯片，所述FPGA芯片和高速通讯协议芯片双向信号连通。3.根据权利要求2所述的超声波成像系统，其特征在于，所述FPGA芯片包括链路初始化模块、超声波发射模块、采样数据接收模块和剪切波发送模块；其中，链路初始化模块，用于通过串口向所述上位机发送握手指令；超声波发射模块，用于发送超声方波信号；采样数据接收模块，用于在所述超声方波信号发送后经过设定时间开始采集RF数据；剪切波发送模块，用于在超声方波信号中加载剪切波信号、并将加载后的超声方波信号发送至所述前端位移传感器。4.根据权利要求2所述的超声波成像系统，其特征在于，所述高速通讯协议芯片包括高速通讯协议串口。5.根据权利要求1至4任一所述的超声波成像系统，其特征在于，所述上位机包括初始化模块、线程循环模块、数据读取模块和数据处理模块，其中，初始化模块，用于通过控制端点发送读命令控制字，通过控制端点读回串口信息，以验证设备链路是否启动握手成功；线程循环模块，用于通过所述控制端点发送写启动命令，用于开启块端口读循环线程；数据读取模块，用于从所述块端口中取数据；数据处理模块，用于利用原始数据产生M模式图像信息，用于利用原始数据获知所述剪切波在被检测物体中的速度变化和杨氏模量信息。6.一种基于如权利要求1至5任一所述超声波成像系统的超声波成像方法，其特征在于，使用超声波回波信号作为剪切波回波的载体，通过处理超声回波信号计算得到剪切波在被检测物体中的速度变化和杨氏模量，以获知所述被检测物体的物理特性变化。7.根据权利要求6所述的超声波成像方法，其特征在于，读取RF数据并排列成数据矩阵，对所述RF数据进行匹配滤波；经过hibert滤波后提取信号的包络，绘制得到M模式超声图像。8.根据权利要求6或7所述的超声波成像方法，其特征在于，读取原始RF数据并排列成数据矩阵形式，每列代表一条扫描线；对所述原始RF数据矩阵进行带通滤波，然后对相邻扫描线的相应数据块进行互相关运算，计算得到被检测物体组织位移数据；对所述组织位移数据进行平滑滤波和匹配滤波、替换掉奇异值，得到修正后的组织位移数据；根据所述修正后的组织位移数据计算得到组织应变，根据所述组织应变计算得到剪切波在被检测物体中2CN107095692A权利要求书2/2页的速度变化和杨氏模量。9.一种基于如权利要求1至5任一所述超声波成像系统的一维位移扫描方法，其特征在于，将采集到的回波扫描线数据划分成特定大小的数据块；计算相邻所述扫描线上对应位置的数据块的互相关函数，并计算次邻所述扫描线上对应位置的数据块的互相关函数；尤其