[发明专利]一种超声跨尺度和多参量检测的成像平台及方法

说明书

本发明公开了一种超声跨尺度和多参量检测的成像平台及方法，属于超声成像技术领域。包括：获取没有经过波束合成的通道数据，超声图像数据、视频数据；将通道数据进行波束合成得到射频数据；利用通道数据根据帧数选择，实现被动声学成像；利用射频数据，获得跨尺度超声结构图像：超分辨成像、多力学参量成像和微泡次谐波血压成像；针对超声图像、视频数据，被动声学成像，以及跨尺度超声结构图像，基于三维重建及可视化技术进行处理，获得超声三维图像。所述平台包括超声信号采集控制子平台、跨尺度多模成像子平台和三维重建子平台。本发明实现了基于超声跨尺度和多参量检测的多模成像。

技术领域

本发明属于超声成像技术领域，涉及一种超声跨尺度和多参量检测的成像平台及方法。

背景技术

随着国内外超声成像的不断研究和发展，众多新颖的成像方法不断地涌现出来。成像技术的进步使得超声成像实现了尺度的跨越，成像分辨率从毫米尺度提高到微米尺度。同时，如今的成像技术不仅可以通过利用人工智能技术改善人体组织脏器和血管成像的图像质量，提高图像的信噪比，还可以进行压力、组织力学特性等参数的测量，也可以通过检测声学参数从而实现对超声治疗过程的监控，以及高精度的三维成像等。然而，针对这些前沿成像方法的研究，往往存在成像方法的鲁棒性差、检测参量单一、经颅成像难以实现等问题。因此，亟需研究稳定有效的方法进行多模成像，同时实现跨尺度成像和多参量检测，并且在组织成像和经颅成像方面都可以获得高质量的成像结果。同时，目前对成像方法的研究因为仪器的限制，大多集中在方法本身，相对临床应用的距离较远，需要将方法的研究与临床接轨。

现阶段对于超声成像的创新研究，大多是基于一种开放的设备，可以调整发射超声信号的各种参数或者直接编程超声信号的发射波形，有选择地保存超声成像过程中各个环节的成像数据，针对不同环节的数据进行成像的研究。例如，美国Verasonics Inc公司的数字化可编程超声成像实验平台。这类设备具备发射和采集的功能，对于开发新的成像方法来说具有重大意义。但是这种设备本身不存在新的成像模式，难以适应快速产业转化的需求，同时，这类设备主要是针对理工科研究使用，由于其操作的复杂性，且不满足临床超声设备的要求，医学专家难以使用，故而难以实现前沿成像方法向临床的转化。

因此，根据医学超声成像临床研究和成像技术向临床转化的需求，亟需开发具备新颖的多模成像方法的成像平台。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超声跨尺度和多参量检测的成像平台及方法，实现了基于超声跨尺度和多参量检测的多模成像方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种超声跨尺度和多参量检测的成像方法，包括以下步骤：

步骤1、基于跨尺度的成像和参量检测，完成采集任务，获得没有经过波束合成的通道数据，以及超声图像数据、视频数据；

步骤2、将步骤1获得的没有经过波束合成的通道数据进行波束合成，得到射频数据；

步骤3、利用步骤1获得的没有经过波束合成的通道数据，根据帧数选择，确定成像区域、成像模式和相应的成像参数，实现被动声学成像；

利用步骤2获得的射频数据，获得跨尺度超声结构图像，包括：超分辨成像、多力学参量成像和微泡次谐波血压成像；

步骤4、针对步骤1获得的超声图像、视频数据，步骤3获得的被动声学成像或跨尺度超声结构图像，基于三维重建及可视化技术进行处理，获得超声三维图像；以此实现超声跨尺度和多参量检测的成像方法。

优选地，步骤4中，基于三维重建及可视化技术进行处理，具体包括：机器人空间校正、规划路径数据采集、三维插值重建和体素数据三维可视化。