[实用新型]用于超声成像的降噪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波成像系统，尤其涉及一种用于超声成像的降噪装置。 

背景技术

超声成像的原理是由超声换能器向人体组织发射超声脉冲，然后接收由人体组织反射回来的回声，从而获取超声传播通道上的人体组织的一维信息，平移或转动超声的发射方向，同时不断发射超声并接收回声，将会获得声束扫描过的平面区域的组织信息（见图1），将这些信息进行重建，可获得人体组织的二维切面图像，即通常所说的B超图像。 

回声信息非常微弱，因此需要放大很多倍才可供观察，此过程中会有随机噪声与回声信号一起被放大，这些随机噪声在图像中成为背景噪声，它会影响真实信息的表现，甚至淹没一些相对微弱的回声信息。 

图像的叠加平均方法是超声成像技术中常用的消除随机噪声的有效方法。其原理是基于随机噪声在时间上的非相关性，即对同一位置进行多次扫描，每次扫描组织获得的组织回声信息是相同的，而回声中的随机噪声都不同。因此，将对同一扫描区域重复扫描所获得的多幅声像图进行叠加平均，会使随机噪声相互抵消而不降低组织回声信息。理论上经过无穷次叠加后随机噪声将完全抵消。实际应用中不可能无限制的叠加，否则无法进行实时成像。一般的方法是采用帧平均的方法，在实时性要求不很高的情况下（如对静止器官成像时）采用有限次叠加（一般不超过8次），即可有效降低随机噪声。采用这种方法的前提条件是一系列图像的有用信息是不变的，即：1）被扫描的器官在多次扫描期间无形态变化；2）多次扫描期间探头位置不变（即扫描的是同一部位）。否则图像将产生重影，变得模糊不清。一般对静止器官超声成像的速度（帧频）在每秒10帧左右，即每帧之间相隔时间为100ms左右，其间探头难免发生微小的移动，若采用多帧平均，则时间还会成倍增加，探头或组织器官移动的可能性更大。普通频率的超声成像时，分辨力在毫米量级，因此在扫描静止器官时，不会因为探头的振动和操作者手持探头不稳造成的微小位移导致重影。而在高频超声成像时，尤其是超声频率高于35MHz时，图像的分辨力可达到几十微米，因而微小的振动或探头的位移都会造成图像相对较大的变化。而操作者很难将探头稳定在这一精度，因此难免产生重影，该缺点导致这一技术在高频超声成像中的应用受到限制。 

超声成像设备的探测深度与接收回声信息的接收时间成正比。普通超声成像设备的最大探测深度约为18cm，对应每条扫描线的回声接收时间为200μs以上，因而一般换能器在 一个位置停留时间T在250μs以上（见图2）。而35MHz以上的超声成像设备的探测深度约为普通超声成像设备的十分之一，回声接收时间也约为前者的十分之一，也就是约30μs以内，其余约80%的时间为空闲等待状态（见图3），这就为线平均技术的实现创造了必要条件。 

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型提供用于超声成像的降噪装置。可以实现在不降低帧频的前提下，达到与帧平均技术同样的降噪效果，并且不会因此产生重影。 

为达到上述目的，本实用新型一种用于超声成像的降噪装置，包括回声信息接收通道、缓存选择计数器、N路开关，N个缓存器、加法器、线存储器和地址指针计数器；所述回声信息接收通道的输出端与所述N路开关连接，所述缓存选择计数器控制N路开关中每一路的状态，所述N路开关与缓存器1、缓存器2、缓冲器3、……、缓存器N的数据输入端连接，所述缓存器1、缓存器2、缓冲器3、……、缓存器N均连接至所述加法器，所述加法器的输出端连接至线存储器，所述线存储器的地址由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。 

本实用新型一种用于超声成像的降噪装置，其中，所述缓存器为1024×8bit的先进先出存储器。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是： 

在二维超声成像系统中，使用本实用新型可以根据探测深度的不同，换能器在某一位置停留期间连续的、以大于回声接收时间为等间隔的发射N个超声脉冲A₁₁～A_1N，如图4，利用加法器将N次探测获取的回声信息进行叠加平均，将使该条扫描线的回声信息中的随机噪声降低，理论上可提高信噪比N倍，其降噪效果与N次帧平均的效果相同，但却没有降低帧频，不影响成像的实时性。另外，由于参与加法器平均计算的N次采样仅在时间T=150μs～250μs完成，在如此短的时间内很容易保持探头及组织相对静止，从而不会产生帧平均技术造成的重影现象。 

附图说明

图1是二维超声成像过程示意图； 

图2是普通超声扫描线采样时间示意图； 

图3是采用本实用新型后高频浅表器官超声扫描线采样时间示意图；