[發明專利]全局匹配優化的超聲圖像三維重建方法

有效

• 申請號: 201410543394.5
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104306021A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 楊健;叢偉建;劉越;王涌天;艾丹妮
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安

技術領域

本發明涉及一種全局匹配優化的超聲圖像三維重建方法，適合于臨床超聲二維序列圖像的三維重建。

背景技術

在現代醫學影像學中，超聲成像與CT、X射線、核醫學、磁共振成像并駕齊驅，互為補充。而超聲成像以其強度低，對人體無損傷，無痛苦，顯示方法多樣而著稱，尤其對人體軟組織的探測和心血管臟器的血流動力學觀察有其獨到之處，對孕婦胎兒的發育及健康情況的檢查更是具有不可替代的作用。超聲輔助診斷和治療的發展過程經歷了從一維到二維，從抽象到直觀的過程。在B模式下，醫生已經可以從人體內部器官的圖像上清楚地看到器官的病變情況，為診斷治療提供依據。然而，二維B模式存在著其固有的不足：(1)B模式超聲圖像是二維的，而實際人體器官組織是三維實體，因此，診斷醫生必須在大腦里對多幅二維圖像進行整合，形成實際三維圖像進行診斷。這樣就使得診斷過程效率低，并且診斷結果依靠診斷醫生的臨床經驗，具有很強的主觀性，且易造成誤診。(2)一些疾病的診斷常常需要測量器官或病變的體積。例如，在前列腺癌檢查時，除了要檢測前列腺抗體的含量，還要檢測前列腺的大小,根據前列腺大小對應的抗體含量進行綜合診斷。二維圖像中對體積的測量往往是利用平面圖上的長軸與短軸作為參數的估計模型進行估計，測量精度低，變化大，且主觀性強。(3)基于二維的超聲診斷不具有可重復性。在一次診斷中，無法重現同一位置的圖像，即使湊巧換能器正好在同一位置，人也無法斷定是否在同一位置，因此在重復檢查或追蹤療效時，如果間隔時間短或無大的明顯治療效果，則無法與先前診斷進行比較，也就無法對病情的發展狀況或療效進行有效的估計。(4)由于人體結構的固有限制，用二維超聲診斷時，一些部位的切面圖片無法看到，對準確診斷也是一個無法克服的障礙。而在三維診斷系統中，利用人體器官或病理組織的二維圖像重建成三維圖像，診斷醫生可以在本機或其它計算機上處理或測量這個三維圖像。而且，可以無限制地顯示器官組織的任意方向和部位的二維切面圖像。對每一個器官病理部位也可以進行標記，就可以很容易地與后繼治療或復查的三維圖像相比較，從而很方便地得知病情的發展或治療的效果。

發明內容

本發明提出了一種全局匹配優化的超聲圖像三維重建方法，能夠在整幅超聲三維數據尋找最優匹配模塊修補空缺體素，為超聲圖像疾病診斷提供了一種便利的工具。

該全局匹配優化的超聲圖像三維重建方法，包括以下步驟：

第一步：讀取超聲探頭實時采集的二維超聲圖像，獲取二維超聲圖像的大小、間隔兩個參數；

第二步：通過空間定位來跟蹤定位每一幅二維超聲圖像的空間位置，并獲取每一幅二維超聲造影圖像與超聲三維數據的相對位置關系；

第三步：遍歷二維超聲圖像中每一個像素，將像素灰度值賦值給超聲三維數據中的體素；

第四步：遍歷超聲三維數據，獲取體素空缺區域，并檢測其邊界；

第五步：計算空缺區域邊界上每一個體素的修補權重系數；

第六步：遍歷整幅超聲三維數據，尋找與修補權重系數最大的模塊最匹配的模塊，修補權重系數最大的模塊，完成超聲三維數據的重建。

附圖說明

圖1是本發明所提出的工作流程圖；

圖2是本發明所提出的空缺區域修補方法示意圖；

圖3是本發明所提出的體素賦值方法示意圖；

圖4是本發明的用戶操作流程圖。

具體實施方式

關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及附圖得到進一步的了解。

附圖1為重建流程圖，所述超聲三維數據重建包括以下幾個步驟：

步驟S101，讀取超聲探頭實時采集的二維超聲圖像，獲取二維超聲圖像的大小、間隔兩個參數。

定義獲取得到的二維超聲圖像的大小為n₁×n₂，圖像間距為[a₁,a₂]。

步驟S102，通過空間定位系統跟蹤定位每一幅二維超聲圖像的空間位置，并獲取每一幅二維超聲造影圖像與超聲三維數據的相對位置關系。