一种多频率剪切波的产生方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种医学图像处理，尤其涉及一种多频率剪切波的产生方法。
【【背景技术】】
[0002]生物组织的粘弹性信息与组织的生物学特性具有紧密的联系，粘弹性信息的变化可以很好地表征生物组织的病理学变化，为临床诊断提供重要的参考依据。超声组织弹性成像技术能够对组织的弹性、粘性进行定性定量测量。该技术通过一定的方法激励感兴趣的组织区域发生形变或产生振动，用医学超声检测组织的形变或振动等信息，对组织的弹性模量或剪切模量等力学属性进行定性或定量评估。在超声组织粘弹性检测技术中，首先需要通过一定手段使组织产生形变或振动，然后用医学超声对组织形变或振动进行检测。常用的四种激励组织的方法有:自然激励法，准静态激励方法，低频振动激励方法和声辐射力激励方法。自然激励法即组织的自然运动如心脏跳动、血管的收缩或舒张等会带动周围组织运动；准静态激励方法是利用超声探头直接向软组织缓慢施加压力，从而使组织发生形变；低频振动激励方法，用低频振子在体表产生振动，引起组织内部振动；声辐射力激励方法，用聚焦超声在焦点处引起组织振动，产生在组织内传播的剪切波。
[0003]组织的弹性特性、粘性特性与组织内剪切波的频率、剪切波的传播速度成非线性关系。当组织振动频率较低时，组织主要表现出弹性特性，粘性可以忽略；当组织振动频率较高时，组织主要表现出粘性特性。所以，需要同时测量得到组织内多个频率成分的剪切波的传播速度才能同时求解得到组织的弹性系数和粘性系数。
[0004]现有的应用低频振子激励组织振动的弹性检测技术中，驱动低频振子的是一个单一的较低频率的信号。在剪切波频率较低时，影响剪切波传播速度的主要是组织的弹性特性，所以在现有的应用低频振子激励组织的弹性检测技术中，只能求出组织的弹性值，忽略了组织的粘性特性，提供的信息不全面。
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【发明内容】
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[0005]本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中多频率剪切波的产生方法只能求出组织的弹性值，提供一种应用低频振子激励组织产生包含有多个频率成分的剪切波的方法，从而能够同时获得待测组织的弹性系数和粘性系数。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案:
[0007]一种多频率剪切波的产生方法，包括下述步骤:
[0008]步骤SllO:获取感兴趣组织内剪切波的频率范围[fg，fj ；
[0009]步骤S120:在所述频率范围[fg，fj内选取两个信号，分别记为第一信号和第二信号，所述第一信号和第二信号频率分别记为f\、f2;
[0010]步骤S130:对表示所述第一信号和第二信号的二进码进行非线性运算得到编码激励信号，其中，表示所述第一信号和第二信号的二进码的码片个数分别表示为NI。-、N2code；
[0011]步骤S140:所述编码激励信号驱动低频振子在待检测组织内激励产生多频率剪切波。
[0012]在一些实施例中，步骤S130中，所述非线性运算为位异或运算。
[0013]在一些实施例中，在完成步骤S130后还包括下述步骤:
[0014]改变所述第一信号的码片个数NI。-、第二信号的码片个数N2。-、编码激励信号的脉冲个数中的至少一个，获取具有不同频谱特性的编码激励信号。
[0015]采用上述技术方案，本发明的有益效果在于:
[0016]本发明提供的多频率剪切波的产生方法，通过获取感兴趣组织内剪切波的频率范围[fg，fh];选取第一信号和第二信号，并对表示所述第一信号和第二信号的二进码进行非线性运算得到编码激励信号，使得在应用低频振子激励组织的弹性检测技术中，能够在组织内激励产生多个频率的剪切波，以便同时求得组织的弹性系数和粘性系数。
[0017]另外，本发明提供的多频率剪切波的产生方法，能够通过调整参与运算的第一信号和第二信号的码片个数Nlrode、N2。-的值以及激励信号的发射脉冲个数，灵活地调整得到的编码激励信号的频谱分布获得具有不同频率范围与不同谐波值的编码信号，从而能够在应用时，根据系统需要，激励产生具有不同频率成分的剪切波，以便估计组织粘弹性值。
【【附图说明】】
[0018]图1为本发明一实施例提供的一种多频率剪切波的产生方法的步骤流程图。
[0019]图2为参与非线性运算的第一信号和第二信号的二进码的时域波形、幅度谱波形以及编码信号的时域波形和幅度谱波形。
[0020]图3为改变第二信号的码片个数N2。-的数值得到的频谱，以及得到的编码信号的频谱。
[0021]图4为改变第一信号的码片个数NI。-后，第一信号的幅度谱图。
[0022]图5所示为在第二信号相同的条件下，第一信号码片个数Nlrade不同，得到的编码信号的频谱分布。
【【具体实施方式】】
[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种应用低频振子激励的多频率剪切波的产生方法的步骤流程图，包括下述步骤:
[0025]步骤SllO:获取感兴趣组织内剪切波的频率范围[fg，fj ；
[0026]步骤S120:在所述频率范围[fg，fj内选取两个信号，分别记为第一信号和第二信号，所述第一信号和第二信号频率分别记为f\、f2;
[0027]优选地，在上述频率范围内[fg，fj选定的第一信号和第二信号的频率值匕、&分别位于低频、高频界限附近，即f2^ fho
[0028]步骤S130:对表示所述第一信号和第二信号的二进码进行非线性运算得到编码激励信号，其中，表示所述第一信号和第二信号的二进码的码片个数分别表示为NI。-、N2code；
[0029]优选地，步骤S130中，所述非线性运算为位异或运算。
[0030]可以理解，所述第一信号和第二信号在时域是具有一定长度，不是无限长的，低频信号会发生较明显的频谱泄露，包含了多个频率成分，这样所述第一信号和第二信号进行非线性运算之后得到的编码激励信号在感兴趣的频率范围内也包含了多个频率成分。
[0031]可以理解，通过采用上述非线性运算，在获取编码激励信号时参数的调整更加灵活、直接，并且得到的编码信号的频谱在感兴趣频率范围内各谐波能量随频率增加成指数增加，在总能量相同的条件下，获得的编码信号中高频成分能量更高，激励组织产生的高频剪切波能量也更高。
[0032]优选地，在一些实施例中，在完成步骤S130后还包括下述步骤: