[發(fā)明專利]一種基于SOFI的超高分辨平面波超聲成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711232982.7
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108095756B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉欣;呂明雷;束月霞;劉穎;趙麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;G06T3/40
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種基于SOFI的超高分辨平面波超聲成像方法，其特征在于，操作步驟如下：

(1)在超聲造影劑微泡的介入下，對成像對象進(jìn)行超聲平面波成像，獲取不同時(shí)刻的一組平面波超聲圖像；每幀圖像包含多個(gè)點(diǎn)散射體微泡，隨機(jī)分布在成像區(qū)域內(nèi)；

(2)對獲取的所有平面波超聲圖像，基于維納濾波器或其他濾波器進(jìn)行濾波操作，以去除平面波超聲圖像中所包含的噪聲；

(3)構(gòu)建SOFI成像模型，具體步驟如下：

(3-1)基于成像區(qū)域僅包含單個(gè)微泡的超聲平面波數(shù)據(jù)，計(jì)算平面波超聲數(shù)據(jù)的橫向半高寬(FHWM_x)、縱向半高寬(FHWM_y)；

(3-2)基于獲取的橫向半高寬和縱向半高寬，通過公式(3-1)計(jì)算得到橫向標(biāo)準(zhǔn)差δ_x與縱向標(biāo)準(zhǔn)差δ_y；

式(3-1)中，F(xiàn)HWM_x為橫向半高寬，F(xiàn)HWM_y為縱向半高寬；δ_x與δ_y分別為橫向標(biāo)準(zhǔn)差與縱向標(biāo)準(zhǔn)差；

(3-3)基于得到的δ_x與δ_y，應(yīng)用公式(3-2)計(jì)算得到點(diǎn)擴(kuò)散分布模型；

式(3-2)中，x與y分別描述x軸與y軸；x₀與y₀描述中心點(diǎn)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)值；psf_x為橫向概率密度函數(shù)，psf_y為縱向概率密度函數(shù)；

(4)SOFI利用分子的波動特性，生成不同階數(shù)的累積量方程，其累積量方程C_n的計(jì)算公式如式(3-3)所示；

式(3-3)中，U(r)描述的是系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)，ε_k為分子亮度，w_k(τ₁,…,τ_n-1)是基于相關(guān)的加權(quán)函數(shù)，n表示累積量的階數(shù)；當(dāng)使用n階SOFI時(shí)，空間分辨率提高倍；

(5)bSOFI處理步驟：平衡SOFI(bSOFI)作為SOFI的擴(kuò)展版本，用來進(jìn)一步提高成像的空間分辨率；在bSOFI方法中，需提取三個(gè)參數(shù)，即發(fā)光狀態(tài)時(shí)間比分子亮度和分子密度之后，將式(3-3)中計(jì)算得到累積量去卷積以消除對亮度的非線性響應(yīng)；然后，通過截去較小的值來對累積量進(jìn)行去噪，并且將亮度線性化；最后，將圖像與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)重新卷積，得到平衡的累積圖像；

(6)以步驟(2)中去噪后的平面波超聲圖像作為輸入，基于步驟(3)構(gòu)建的SOFI成像模型，基于步驟(4)的SOFI計(jì)算公式和步驟(5)的bSOFI處理方法，計(jì)算得到二階或者高階平衡后的SOFI圖像。