[發明專利]一種用于不規則組織表面醫學三維超聲重建的方法

有效

• 申請號: 201410028550.4
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103750862A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 黃慶華;葉鵬飛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及醫學三維超聲重建研究領域，特別涉及一種用于不規則組織表面醫學三維超聲重建的方法。

背景技術

目前，計算機斷層成像（CT）、核磁共振成像（MRI）、超聲成像等影像技術已經被廣泛用于醫療診斷中。醫學超聲成像因其設備低廉、操作簡單、成像清晰等優點，在現代醫療診斷中發揮的作用愈來愈明顯。而其中的三維超聲成像技術因其圖像顯示完整、直觀，給醫生提供的信息更加準確詳實，因而受到更多人的關注。目前，醫學三維超聲成像中常用的掃描方法有：自由臂(Free-Hand)掃描、二維面陣探頭掃描、機械驅動掃描三種方式。但不管哪種掃描方法，都是基于原始的超聲數據來進行三維重建。

例如，申請號為201210410472.5的中國發明專利公開了一種基于機械掃描的A超彈性成像系統及其方法，該方法具有定位精度高、靈活性大、圖像分辨率高、實用性強和適用范圍廣等優點。

然而，目前的掃描系統在掃描某些具有不規則表面的組織（如牙齒、手指等）時，超聲信號仍然會因組織表面不平整而產生嚴重的散射，導致接收到的回波信號具有以下的特征：遇到組織表面反射之前的回波幅值較微弱或極其微弱，在組織表面處出現強度不同的回波信號，但這些回波信號在位置上具有相鄰或相近的特點，導致成像結果中出現明顯的偽影。因此，對組織表面進行三維重建后，會出現組織表面不光滑均勻、表面斷裂、甚至無法成像等現象，嚴重降低成像質量，影響醫療診斷的準確性。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種用于不規則組織表面醫學三維超聲重建的方法，該方法能夠克服超聲探頭掃描不規則組織表面時，因信號散射帶來的RF回波幅值衰減嚴重等問題，提高了組織表面的三維重建質量，能夠為醫生診斷提供更加精確的圖像信息。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：一種用于不規則組織表面醫學三維超聲重建的方法，包括以下步驟：對掃描得到的原始RF回波信號進行搜索，一旦其中一條RF回波信號的能量值大于預設值，則將該條信號標記為參考RF回波信號，根據該參考RF回波信號上回波幅值選取若干個區域作為匹配基準信號；再次對原始RF回波信號進行搜索，利用匹配基準信號對搜索到的每條原始RF回波信號進行匹配，找到與該匹配基準信號最匹配的那段區域，將該區域內的原始RF回波信號進行放大；最后將全部處理過后的原始RF回波信號轉換成灰度圖像，重建出所掃描組織的三維表面圖。

具體的，包括以下步驟：

（1）對掃描得到的原始RF回波信號進行搜索，一旦其中一條RF回波信號的能量值大于預設值，則將該條信號標記為參考RF回波信號，根據該條參考RF回波信號遇到組織表面反射回來的強回波，確定若干區域S_d(i)，d表示該區域窗口長度，i表示第i個回波區域，將S_d(i)記為匹配基準信號；

（2）以參考RF回波信號為參照，分析其位置上相鄰的原始RF回波信號，判斷這些信號中RF回波信號的能量值是否大于預設值，如果是，則將這些原始RF回波信號確定為參考信號，并以原有的匹配基準信號S_d(i)為基準，利用互相關方法在新標定的參考信號中標記搜索對應區域，獲得新的基準信號S_d(i)；

（3）重復步驟（2），直到在搜索到的原始RF回波信號中得到能量值小于預設值的信號，并確定其對應的基準回波信號，根據搜索到的基準回波信號幅度下降的程度，確定放大因子β，將該局部區域內的原始RF回波信號進行因子放大；

（4）重復步驟（2）、（3），直到全部原始RF回波信號處理完畢；將全部處理過后的RF信號轉換成灰度圖像，重建出組織的三維表面圖。

優選的，所述步驟（1）中，參考RF回波信號確定的步驟是：統計采集到的原始RF回波信號的能量中值或均值M，搜索原始RF回波信號，當搜索到的

RF回波信號能量大于M時，停止搜索，即找到一條參考RF回波信號，所述信號能量為各個信號點的幅值平方和。如果某條原始RF回波信號的能量值大于M，則認為不存在明顯的散射效應。

優選的，所述步驟（1）中，匹配基準信號S_d(i)的確定方法是：

從確定出來的參考RF回波信號起始點開始搜索，當檢測到回波幅值絕對值大于事先設定的閾值α時，停止搜索，將從該點開始的d個信號點記為匹配基準信號S_d(i)，i表示第i個強回波，d表示基準信號長度。