超聲探頭幾何參數(shù)自動(dòng)校正方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及超聲診斷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超聲探頭幾何參數(shù)自動(dòng)校正 方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 醫(yī)用超聲成像設(shè)備因其無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)、便捷等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像中占有重要位 置。優(yōu)質(zhì)的超聲圖像能為臨床提供更準(zhǔn)確的診斷信息。超聲圖像的質(zhì)量與超聲探頭、主機(jī) 系統(tǒng)以及顯示器等密切相聯(lián)。其中，超聲探頭作為超聲的發(fā)射和接收組件，是超聲成像設(shè)備 中重要組成部分。描述超聲探頭幾何特征的參數(shù)，在超聲成像設(shè)備中被用于掃描控制、發(fā)射 和接收聚焦、DSC變換等過(guò)程。超聲探頭幾何參數(shù)的準(zhǔn)確性，是影響超聲圖像的質(zhì)量的關(guān)鍵 因素之一。如果超聲探頭的實(shí)際幾何參數(shù)與超聲成像設(shè)備中所使用的參數(shù)有較大偏離，會(huì) 導(dǎo)致發(fā)射和接收聚焦不能達(dá)到最優(yōu)，DSC變換存在較大誤差，從而降低圖像的橫向分辨率和 幾何位置精度，即降低了圖像質(zhì)量。為了獲得最優(yōu)的圖像質(zhì)量，在超聲成像設(shè)備中需要使用 能夠提供最優(yōu)圖像質(zhì)量的超聲探頭幾何參數(shù)。
[0003] 不同類型的探頭具有不同的幾何參數(shù)。即使是同一種探頭同一批次的兩只探頭， 由于探頭在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地引入誤差，也會(huì)存在幾何參數(shù)上微小差別。探頭生產(chǎn)商 提供給超聲設(shè)備生產(chǎn)廠商的探頭規(guī)格書(shū)會(huì)包含探頭的幾何參數(shù)，但該參數(shù)只是統(tǒng)計(jì)均值， 并非所有探頭嚴(yán)格符合該數(shù)值。在超聲設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)每只探頭在均值參數(shù)的基 礎(chǔ)上進(jìn)行校正，達(dá)到最優(yōu)參數(shù)，以提供最優(yōu)質(zhì)量的圖像。一種解決方案是，人為輸入各參數(shù) 的經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)某種法則，判定最優(yōu)的一組幾何參數(shù)，作為該探頭的幾何參數(shù)。但這種解決 方案需要耗費(fèi)大量人力和時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中是不可取的。另一種解決方案是提供一 種裝置，能夠自動(dòng)搜索判定出最優(yōu)的一組幾何參數(shù)，高效完成該任務(wù)。
[0004] 專利CN102871685B提供了一種超聲探頭幾何參數(shù)的校正方法，該方法采集設(shè)定 的幾何參數(shù)對(duì)應(yīng)的感興趣區(qū)域內(nèi)I、Q數(shù)據(jù)，并對(duì)I、Q數(shù)據(jù)求幅度后進(jìn)行二維傅里葉變換， 求取某一范圍內(nèi)的頻率能量值，以能量值作為判斷依據(jù)找到最優(yōu)幾何參數(shù)。該方法確實(shí)能 夠解決上述問(wèn)題。實(shí)際情況中，中間過(guò)程的I、Q數(shù)據(jù)對(duì)超聲診斷設(shè)備用戶是不可見(jiàn)的，而最 終顯示在顯示設(shè)備上的超聲圖像對(duì)用戶來(lái)說(shuō)更為直觀。此外，超聲圖像的分辨率和幾何位 置精度也是通過(guò)最終顯示的圖像而非中間過(guò)程的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。根據(jù)最終顯示的超聲 圖像的質(zhì)量作為判斷依據(jù)更適合用于自動(dòng)尋找最優(yōu)的探頭幾何參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種超聲探頭幾何參數(shù)的自動(dòng)校正方法和 裝置，使超聲診斷設(shè)備能使用最優(yōu)超聲探頭幾何參數(shù)得到最優(yōu)質(zhì)量的圖像。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種超聲探頭幾何參數(shù)的自動(dòng)校正方法，其特殊之處在于：它包括如下步驟：
[0008] 步驟Sl :確定超聲探頭幾何參數(shù)列表PL，記PL = {Pk I k = 1，2, L，N};
[0009] 步驟S2 :超聲成像設(shè)備使用默認(rèn)的超聲探頭幾何參數(shù)Pdrf，連接超聲探頭與超聲 成像設(shè)備，將超聲探頭固定于超聲體模上方，使超聲成像設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)設(shè)備 參數(shù)，使顯示設(shè)備能清晰顯示體模上靶點(diǎn)的B模式圖像，設(shè)置感興趣區(qū)域，使得所述感興趣 區(qū)域包含一個(gè)或多個(gè)靶點(diǎn)；
[0010] 步驟S3 :依次讀取幾何參數(shù)列表PL中每一項(xiàng)Pk，將該項(xiàng)參數(shù)用于超聲成像設(shè)備對(duì) 超聲體模進(jìn)行成像，其他參數(shù)設(shè)置與步驟S2中相同，然后采集顯示圖像中感興趣區(qū)域圖像 數(shù)據(jù)，根據(jù)感興趣區(qū)域圖像計(jì)算圖像優(yōu)劣度量M k;
[0011] 步驟S4:從所有參數(shù)項(xiàng)求得的感興趣區(qū)域圖像優(yōu)劣度量集合ML = {Mk|k = 1，2, L，N}，找到最優(yōu)的圖像優(yōu)劣度量Mbest，該最優(yōu)圖像優(yōu)劣度量Mbest對(duì)應(yīng)的參數(shù)P best即為該 探頭校正得到的最優(yōu)幾何參數(shù)，然后將該最優(yōu)幾何參數(shù)作為所述探頭的幾何參數(shù)應(yīng)用于所 述超聲成像設(shè)備的成像；
[0012] 在上述步驟中，所述超聲探頭幾何參數(shù)為曲率半徑，或者為陣元間距，或者為掃描 寬度，或者為曲率半徑和陣元間距，或者為掃描寬度和陣元間距。
[0013] 優(yōu)選地，步驟S2中所述默認(rèn)的超聲探頭幾何參數(shù)Pdrf采用探頭供應(yīng)商提供的規(guī) 格值。
[0014] 優(yōu)選地，步驟S2中所述超聲體模為標(biāo)準(zhǔn)超聲仿組織體?；蜃灾企w模，所述超聲體 模包含若干革巴線。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟S3中所述圖像優(yōu)劣度量1采用所述感興趣區(qū)域中所有靶點(diǎn)的面 積之和來(lái)表示，所述面積為分割結(jié)果中該靶點(diǎn)的像素個(gè)數(shù)，所述根據(jù)感興趣區(qū)域圖像計(jì)算 圖像優(yōu)劣度量M k，具體為：在感興趣區(qū)域圖像中尋找到所有靶點(diǎn)，并計(jì)算所有靶點(diǎn)的面積之 和；步驟S4中所述最優(yōu)的圖像優(yōu)劣度量等同于該所有靶點(diǎn)所有面積之和中的最小值。
[0016] 進(jìn)一步地，步驟S3中所述圖像優(yōu)劣度量仏采用感興趣區(qū)域中所有靶點(diǎn)的平均面 積來(lái)表示，所述面積為分割結(jié)果中該靶點(diǎn)的像素個(gè)數(shù)，所述根據(jù)感興趣區(qū)域圖像計(jì)算圖像 優(yōu)劣度量M k，具體為：在感興趣區(qū)域圖像中尋找到所有靶點(diǎn)，并計(jì)算所有靶點(diǎn)的平均面積； 步驟S4中所述最優(yōu)的圖像優(yōu)劣度量M test為該所有靶點(diǎn)平均面積中的最小值。
[0017] 更進(jìn)一步地，所述尋找所有靶點(diǎn)過(guò)程具體為：以像素值大于某個(gè)閾值為準(zhǔn)則對(duì)圖 像進(jìn)行分割，分割的結(jié)果視為靶點(diǎn)；所述閾值人為設(shè)定或自適應(yīng)確定。
[0018] 本發(fā)明還提供一種超聲探頭幾何參數(shù)自動(dòng)校正裝置，其連接到超聲成像設(shè)備，包 括幾何參數(shù)列表計(jì)算及存儲(chǔ)模塊、采集模塊、圖像優(yōu)劣度計(jì)算模塊和參數(shù)選取模塊，其特殊 之處在于：
[0019] 所述超聲探頭幾何參數(shù)為曲率半徑，或者為陣元間距，或者為掃描寬度，或者為曲 率半徑和陣元間距，或者為掃描寬度和陣元間距；
[0020] 所述幾何參數(shù)列表計(jì)算及存儲(chǔ)模塊，用于計(jì)算待校正幾何參數(shù)列表并進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0021] 所述采集模塊，用于依次讀取幾何參數(shù)列表并將各幾何參數(shù)設(shè)置到超聲成像設(shè) 備，采集到圖像；
[0022] 所述圖像優(yōu)劣度計(jì)算模塊，用于在所述采集到的圖像中尋找到靶點(diǎn)，并計(jì)算圖像 優(yōu)劣度；
[0023] 所述參數(shù)選取模塊，用于在所有參數(shù)項(xiàng)求得的圖像優(yōu)劣度量集合中選擇最優(yōu)的圖 像優(yōu)劣度量及其對(duì)應(yīng)的參數(shù)，并將該最優(yōu)幾何參數(shù)作為所述探頭的幾何參數(shù)應(yīng)用于所述 超聲成像設(shè)備的成像。
[0024] 本發(fā)明提供的超聲探頭幾何參數(shù)的自動(dòng)校正方法和裝置適用于探頭，包括并不限 于凸陣、微凸陣、線陣、相控陣。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：
[0026] 本發(fā)明提供的超聲探頭幾何參數(shù)的自動(dòng)校正方法和裝置，在探頭規(guī)格中的幾何參 數(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)每只探頭都能自動(dòng)自適應(yīng)尋找到提供最優(yōu)圖像質(zhì)量的幾何參數(shù)，將該最優(yōu)幾 何參數(shù)提供給超聲成像設(shè)備，可以得到最佳分辨率和幾何位置精度的超聲圖像，從而提高 圖像質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明提供的一種超聲探頭幾何參數(shù)的自動(dòng)校正方法的流程圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明提供的一種超聲探頭幾何參數(shù)的自動(dòng)校正裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3為實(shí)施例一的超聲探頭幾何參數(shù)列表；
[0030] 圖4為實(shí)施例一采用默認(rèn)的超聲探頭幾何參數(shù)對(duì)體模的成像及設(shè)置的感興趣區(qū) 域；
[0031] 圖5為實(shí)施例一采用探頭幾何參數(shù)列表P1項(xiàng)對(duì)體模成像的感興趣區(qū)域圖像；
[0032] 圖6為對(duì)圖5的分割結(jié)果；
[0033] 圖7為實(shí)施例二的超聲探頭幾何參數(shù)列表；
[0034] 圖8為實(shí)施例二采用默認(rèn)的超聲探頭幾何參數(shù)對(duì)體模的成像及設(shè)置的感興趣區(qū) 域；
[0035] 圖9為實(shí)施例二采用探頭幾何參數(shù)列表P1項(xiàng)對(duì)體模成像的感興趣區(qū)域圖像；
[0036] 圖10為對(duì)圖9的分割結(jié)果；
[0037] 圖11為實(shí)施例三的超聲探頭幾何參數(shù)列表；
[0038] 圖12為實(shí)施例三采用默認(rèn)的超聲探頭幾何參數(shù)對(duì)體模的成像及設(shè)置的感興趣區(qū) 域；
[0039] 圖13為實(shí)施例三采用探頭幾何參數(shù)列表Plil項(xiàng)對(duì)體模成像的感興趣區(qū)域圖像；
[0040] 圖14為對(duì)圖13的分割結(jié)果。
[0041] 圖中，幾何參數(shù)列表計(jì)算及存儲(chǔ)模塊110、采集模塊120、圖像優(yōu)劣度計(jì)算模塊 130、參數(shù)選取模塊140。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅 用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0043] 實(shí)施例一
[0044] 下面以幾何參數(shù)為超聲探頭曲率半徑，其出廠規(guī)格為60mm的凸陣對(duì)本發(fā)明實(shí)施 例的超聲探頭幾何參數(shù)的自動(dòng)校正方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0045] 本發(fā)明提供的一種超聲探頭幾何參數(shù)的自動(dòng)校正方法，包括如下步驟：
[0046] 步驟Sl :確定超聲探頭幾何參數(shù)列表PL = {Pk I k = 1，2, L，N}，本實(shí)施例中Pk僅包 含曲率半徑取值R1，即Pk= {R J ;
[0047] 參數(shù)列表PL中的各項(xiàng)R1值由探頭的工程參數(shù)決定?？梢杂扇缦聝煞N方式產(chǎn)生：
[0048] 方式1 :民直接由經(jīng)驗(yàn)參數(shù)給出；
[0049] 方式2 :給出民取值范圍[R_，RniaJ及步進(jìn)值Rstep，生成R1的值：
[0050] R1= Rnin+(i-l)*Rstep (1)
[0051] Rmin^i R R max，Rmin技經(jīng)驗(yàn)可取 R min= 0· 9*R def，Rmax技經(jīng)驗(yàn)可取 R ma