[發(fā)明專(zhuān)利]三維或四維超聲圖像自動(dòng)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110302352.9
• 申請(qǐng)日: 2011-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102499711A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙丹華;許冠明;趙明昌;陸堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 無(wú)錫祥生醫(yī)學(xué)影像有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B8/00
• 分類(lèi)號(hào): A61B8/00
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超聲圖像增益優(yōu)化方法，尤其是一種三維或四維超聲圖像自動(dòng)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

超聲波在人體內(nèi)傳播時(shí)，隨著傳播距離的加深，反射回來(lái)的超聲信號(hào)會(huì)減少，使超聲圖像沿深度方向呈現(xiàn)亮度不均勻的現(xiàn)象，這使得對(duì)醫(yī)生診斷起著重要作用的軟組織也往往不能夠清晰準(zhǔn)確地顯示。為了得到優(yōu)質(zhì)的超聲圖像便于醫(yī)生診斷，我們需要采取增益補(bǔ)償措施，使損耗的圖像增益得到較好的補(bǔ)償以達(dá)到一個(gè)亮度均勻的超聲圖像。

在超聲診斷設(shè)備中對(duì)圖像增益的補(bǔ)償，一般是針對(duì)深度方向上進(jìn)行補(bǔ)償，稱(chēng)為DGC(Depth?Gain?Compensation，深度增益補(bǔ)償)，由于隨著深度的增大，掃描時(shí)間也相應(yīng)地增加，所以也稱(chēng)為T(mén)GC(Time?Gain?Compensation，時(shí)間增益補(bǔ)償)，在后面的敘述中均以TGC表述。常用的TGC調(diào)節(jié)一般采用多段(包括但不僅限于8段、16段、24段等)電位器調(diào)整不同深度的放大倍數(shù)。以8段TGC為例，其TGC曲線由7段直線拼接而成，其8個(gè)折點(diǎn)的端點(diǎn)值可以由控制面板上的8段TGC電位器值決定，中間值由兩端增益值通過(guò)線性插值得到。醫(yī)生可以通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)改變?cè)鲆媲€，進(jìn)而對(duì)圖像進(jìn)行補(bǔ)償。

目前常用的自動(dòng)增益調(diào)節(jié)方法首先需要對(duì)圖像進(jìn)行分塊處理，進(jìn)而利用預(yù)先選定的閾值判斷子塊是否是軟組織圖像，然后再計(jì)算增益補(bǔ)償參數(shù)值進(jìn)而優(yōu)化圖像質(zhì)量。在此類(lèi)方法中，對(duì)于圖像分塊后的子塊中的像素點(diǎn)，常常采用預(yù)先設(shè)定的閾值判斷是否是軟組織圖像的像素點(diǎn)，大于預(yù)先給定的閾值，則為軟組織圖像的像素點(diǎn)，以1值標(biāo)記，否則為非軟組織圖像的像素點(diǎn)，以0值標(biāo)記，這樣做存在的缺點(diǎn)是：圖像分割后軟組織圖像區(qū)域像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值均為1值，非軟組織圖像區(qū)域(即近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)的噪聲以及軟組織中的囊腫等)的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值均為0值，使分塊后的整個(gè)圖像像素值不連續(xù)，對(duì)于軟組織圖像和非軟組織圖像之間的界定沒(méi)有適當(dāng)?shù)倪^(guò)渡，僅單純依靠0值和1值作區(qū)分，這樣很容易對(duì)是否是軟組織圖像產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷。若對(duì)軟組織圖像判斷不夠準(zhǔn)確，則會(huì)出現(xiàn)對(duì)原本是軟組織圖像的部分補(bǔ)償不足的現(xiàn)象，從而影響醫(yī)生做出正確的診斷結(jié)論。

無(wú)論是DGC還是TGC，均是針對(duì)超聲圖像在深度方向上的增益衰減進(jìn)行補(bǔ)償，但是往往在一定深度上每一幀圖像對(duì)于不同的超聲回波強(qiáng)度也不一樣，這時(shí)候僅僅調(diào)節(jié)TGC很難使圖像中的軟組織圖像區(qū)域亮度均勻。目前，針對(duì)增益補(bǔ)償方法提出了對(duì)超聲圖像在橫向方向上進(jìn)行增益補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ卜Q(chēng)為L(zhǎng)GC(Lateral?Gain?Compensation，橫向增益補(bǔ)償)。現(xiàn)有的方法需要根據(jù)軟組織圖像的均值分別計(jì)算橫向和縱向的增益補(bǔ)償曲線，然后根據(jù)橫縱向增益補(bǔ)償曲線進(jìn)行圖像優(yōu)化，從而使圖像達(dá)到橫縱兩個(gè)方向上的亮度均衡。這種方法雖然使圖像不僅在深度方向上亮度更加均勻，而且在橫向方向上亮度也均勻一致，但由于亮度并不僅僅隨著深度方向和橫向方向兩個(gè)方向呈減弱的變化趨勢(shì)，而是可能沿圖像的任意方向非均勻變化，僅僅在兩個(gè)方向上進(jìn)行增益補(bǔ)償依然不能夠全面地補(bǔ)償隨著掃描時(shí)間增加帶來(lái)的增益損耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種三維或四維超聲圖像自動(dòng)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法，克服了目前醫(yī)用超聲設(shè)備手動(dòng)完成TGC參數(shù)調(diào)節(jié)而且只能調(diào)節(jié)一至兩個(gè)方向上的增益所帶來(lái)的缺點(diǎn)。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述三維或四維超聲圖像自動(dòng)優(yōu)化調(diào)節(jié)方法包括以下步驟：

1)輸入超聲圖像數(shù)據(jù)，所述超聲圖像數(shù)據(jù)為對(duì)數(shù)壓縮前的包絡(luò)數(shù)據(jù)或?qū)?shù)壓縮后的數(shù)據(jù)中的任一種；

2)分割軟組織圖像，區(qū)分超聲圖像中的軟組織圖像與非軟組織圖像；

3)對(duì)超聲圖像每一維方向所包含數(shù)據(jù)作擬合得到增益曲面；

4)進(jìn)而計(jì)算出增益補(bǔ)償參數(shù)值，對(duì)超聲圖像進(jìn)行多維自動(dòng)優(yōu)化調(diào)節(jié)。

所述三維是指深度方向、橫向方向、縱向方向以及時(shí)間方向四維中的任意三維。

所述四維自動(dòng)優(yōu)化調(diào)節(jié)包括深度方向、橫向方向、縱向方向以及時(shí)間方向上的調(diào)節(jié)。

步驟2中所述分割軟組織圖像的方法為通過(guò)高斯分布計(jì)算權(quán)值來(lái)區(qū)分軟組織圖像區(qū)域與非軟組織圖像區(qū)域。所述通過(guò)高斯分布計(jì)算權(quán)值來(lái)區(qū)分軟組織圖像區(qū)域與非軟組織圖像區(qū)域的步驟包括：

1)根據(jù)超聲圖像中組織的像素均值μ和方差δ²，對(duì)于原超聲圖像中的任意一點(diǎn)的像素值Oimg(i，j)利用高斯分布計(jì)算權(quán)值Weight(i，j)，如下式：