[發明專利]一種光聲圖像的多維譜分析方法

無效

• 申請號: 201310062449.6
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103099606A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 袁杰;邵真天;溫馨;鄭暉;封婷;朱毅;張星;李文超;沈慶宏;都思丹
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及信號及圖像處理領域，特別是一種光聲圖像的多維譜分析方法。

背景技術

光聲圖像重建的信號來源是物體在接收到光照后熱膨脹時發出的超聲波。與其他醫學成像技術相比，用于重建的原始信號非常微弱，信噪比很低，因此基于光聲信號重建后的圖像質量不高是約束其應用的一個重要因素。但在醫學上，光聲成像技術比現有其他成像技術在輻射方面更小，在檢測生物體內微小結構時更有優勢，因此已經成為當前醫學成像的一個研究熱點。

目前，光聲圖像重建的研究大多圍繞重建算法，其主要目的是重建出更清晰的圖像。提高圖像質量固然有助于醫學分析和診斷，但醫學診斷和治療最終需要的是能夠反映生物體是否發生病變的信息及發生病變的具體位置。而從已重建的光聲圖像入手，研究多維譜分析技術將有助于進行醫學臨床診斷和提取診療信息。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對光聲重建得到的光聲圖像無法準確的提供生物體是否發生病變的信息及發生病變的具體位置等問題，提供一種光聲圖像的多維譜分析方法。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種光聲圖像的多維譜分析方法，包括以下步驟：

步驟一，以實際病變組織重建得到的光聲圖像上的每一個像素為基礎，切割一個像素塊；

步驟二，計算該像素塊的二維實數功率譜；

步驟三，用待定系數的二次曲面去擬合該像素塊的二維實數功率譜，得到最佳擬合曲面的多種參數值；

步驟四，針對每個像素塊，將得到的同種參數值組合成多個參數矩陣，并以圖像方式顯示，以便建立這些圖像與病變組織之間的對應關系。

本發明中，優選地，所述步驟一以實際病變組織重建得到的光聲圖像中的每個像素為基礎，以當前像素點為中心(或一角)切割出一塊長寬為M×N的像素塊，其中M、N的取值通?？筛鶕嶋H光聲成像中病變組織的大小來選取，選取尺寸應與病變組織大小相當。對于圖像邊界區域可以簡單的忽略或先對邊界進行對稱處理后再切割。

本發明中，優選地，所述步驟二以切割得到的M×N像素塊為基礎，計算其二維實數功率譜。

本發明中，優選地，所述步驟三中針對每個像素，使用待定系數的二次曲面去擬合該像素塊的二維實數功率譜，并記錄得到最佳擬合曲面時的多個參數值。

本發明中，優選地，所述步驟四將不同像素塊對應擬合得到的參數中的同類型參數組合成一個參數矩陣并以圖像方式顯示，通過建立這些圖像與實際病變組織之間的對應關系，能更好的了解重建得到的光聲圖像是否發生病變及發生病變的具體位置。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做更進一步的具體說明，本發明的上述和/或其他方面的優點將會變得更加清楚。

圖1是本發明方法的流程圖。

圖2是光聲圖像中某一像素對應的像素塊切割示意圖。

圖3是典型的像素塊二維實數功率譜的三維顯示圖。

圖4是二維實數功率譜進行二次曲面擬合后的結果圖。

具體實施方式：

本發明以光聲信號重建后的光聲圖像為基礎，計算每個像素塊的二維實數功率譜，并用二次曲面進行擬合，得到用于分析光聲圖像與病變組織關系的多種參數矩陣。

如圖1所示，本發明公開了一種光聲圖像的多維譜分析方法，包括以下步驟：

步驟一，以實際病變組織重建得到的光聲圖像上的每一個像素為基礎，切割一個像素塊；

步驟二，計算該像素塊的二維實數功率譜；

步驟三，用待定系數的二次曲面去擬合該像素塊的二維實數功率譜，得到最佳擬合曲面的多種參數值；

步驟四，針對每個像素塊，將得到的同種參數值組合成多個參數矩陣，并以圖像方式顯示，以便建立這些圖像與病變組織之間的對應關系。

本發明中，步驟一，以實際病變組織重建得到的光聲圖像為基礎，遍歷其中的每一個像素，并以該像素為中心(或一角)，切割出一塊M×N大小的像素塊，其中M、N的取值通常可根據實際光聲成像中病變組織的大小來選取，選取尺寸應與病變組織大小相當，如圖2所示。對于圖像邊界區域，可以選擇忽略不能切割出像素塊的像素，也可以通過對邊界進行對稱擴充后再進行像素塊的切割。

本發明中，步驟二，計算步驟一中切割得到的像素塊的二維實數功率譜，首先計算該像素塊的二維快速傅里葉變換(FFT)，可利用公式(1)計算得到：