[发明专利]具有像素外推图像增强的超声成像系统

说明书

一种超声成像系统通过对诸如孔径尺寸、成像频率或图像复合的程度的不同成像特性的两幅超声图像的外推来产生具有增强分辨率或对比度的图像。为了防止图像伪影的显示，外推通过伪影移除和图像平滑来实现。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2018年7月11日提交的美国临时申请US 62/696413的优先权权益，通过引用将其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及超声成像系统，并且具体地涉及使用图像值的外推处理来增强图像分辨率或对比度的超声成像系统。

背景技术

在超声成像中，图像特性(包括空间分辨率、对比度分辨率、帧速率和组织均匀性)是紧密联系的。这意味着这些特性中的至少一个需要被折中以便实现另一特性的改进。例如，更高的成像频率能够实现更好的空间分辨率，但是以降低的穿透深度为代价。更大的孔能够实现更好的横向分辨率，但是以增加的系统复杂性和成本为代价。平面波和分散波成像能够通过在与仅一次发送发射一样少的情况下对整个介质进行成像而实现显著增强的帧速率。然而，这以降低的图像对比度为代价而被实现，并且通常还需要能够支持高阶多线和其波束形成的超声系统。

已经被提出以克服这些限制和固有冲突的一种技术是不同特性的图像的外推以估计为外推图像的增强的图像值。例如，参见Crotenuto等人的“A New ExtrapolationTechnique for Resolution Enhancement of Pulse-Echo Imaging Systems”(IEEETrans.Ult.,Ferroelec.,and Freq.Control.,vol.49,no.3(March 2002))。该文章提出了外推不同孔径尺寸(即，不同数量的换能器元件)的两幅图像的像素值以产生具有改进的分辨率的得到的图像。然而，所描述的技术经受具有非期望伪影的图像的产生，并且能够产生具有诸如超声的相干成像模态中固有的散斑伪影的非预期增强的图像。

发明内容

本发明的系统和方法通过外推来提供图像改进而不创建新的图像伪影，并且其考虑超声成像的散斑伪影特性。

根据本发明的原理，超声图像的分辨率或对比度通过不同成像特性(诸如孔径尺寸、成像频率或图像复合的程度)的两幅超声图像的外推来改进。为了防止图像伪影的显示，外推伴随有伪影移除和图像平滑。

在某些方面中，用于产生外推图像的系统包括：换能器阵列探头；以及一个或多个处理器，其与所述换能器阵列探头通信。所述一个或多个处理器被配置为执行以下步骤中的一项或多项：将由所述换能器阵列探头接收的信号分到不同成像特性的两个成像信号路径中；针对不同成像特性的图像从每个成像信号路径对信号进行波束形成；产生不同成像特性的超声图像；通过所述超声图像的外推预测图像；从外推图像移除伪影；执行外推图像的散斑的平滑；并且显示通过外推预测的最终图像。

在另外的方面中，用于产生外推图像的系统包括：换能器阵列探头；信号分离器，其适于将由所述换能器阵列探头接收的信号分到不同成像特性的两个成像信号路径中；波束形成器，其被耦合到每个成像信号路径中的所述信号分离器，所述波束形成器适于针对不同成像特性的图像对信号进行波束形成；图像处理器，其被耦合到每个成像信号路径中的所述波束形成器，并且被配置为产生不同成像特性的超声图像；外推器，其被耦合到所述图像处理器，并且适于通过所述超声图像的外推预测图像；伪影滤波器，其被耦合到所述外推器，并且适于从外推图像移除伪影；散斑滤波器，其被耦合到所述伪影滤波器，并且适于执行外推图像的散斑的平滑；以及显示器，其被耦合到所述散斑滤波器，并且适于显示通过外推预测的最终图像，应理解一个或多个处理器可以被用于执行例如波束形成器、外推器、伪影滤波器、散斑滤波器和信号分离器的过程。

附图说明

在附图中：

图1以方框图形式图示了根据本发明的原理配置的超声系统。

图2a和2b图示了适合于产生不同孔径尺寸的图像的两个变迹函数。