[發(fā)明專利]一種三維超聲重建方法、裝置、設備及存儲介質

有效

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• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108198235B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 溫鐵祥;劉蓉;李凌;秦文健
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T7/30
• 代理公司: 深圳智趣知識產權代理事務所(普通合伙) 44486
• 代理人: 王策

本發(fā)明適用計算機技術領域，提供了一種三維超聲重建方法、裝置、設備及存儲介質，該方法包括：在多角度超聲掃描到的堆圖像中將運動誤差最小的堆圖像設置為模板堆圖像，將剩余堆圖像與模板堆圖像進行全局配準，根據(jù)剩余堆圖像、模板堆圖像構建三維體數(shù)據(jù)，通過基于核回歸函數(shù)的體重建方式對該三維體數(shù)據(jù)進行更新，判斷更新后的三維體數(shù)據(jù)是否收斂，是則將剩余堆圖像、模板堆圖像與三維體數(shù)據(jù)進行局部配準，否則跳轉至對該三維體數(shù)據(jù)進行更新的步驟，判斷局部配準后的三維體數(shù)據(jù)是否收斂，是則輸出局部配準后的三維體數(shù)據(jù)，否則跳轉至構建三維體數(shù)據(jù)的步驟，從而實現(xiàn)了基于多角度掃查的三維超聲重建，有效地提高了三維超聲圖像的重建質量。

技術領域

本發(fā)明屬于醫(yī)療圖像技術領域，尤其涉及一種三維超聲重建方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

三維超聲系統(tǒng)可以很直觀的向醫(yī)生提供感興趣器官或組織在體內的空間位置以及三維形態(tài)，在臨床上更準確地反映出人體器官病變的形狀、體積、輪廓、以及器官間的鄰接。目前，三維超聲系統(tǒng)主要包括兩大類，一類是基于二維面陣探頭(也稱為三維超聲專用容積探頭)的容積成像方法，該方法將換能晶片和驅動裝置包容于探頭內，機械裝置驅動晶片做等距的扇掃或環(huán)形掃描，另一類是利用傳統(tǒng)的二維超聲設備結合特定的空間定位信息來獲取一序列的二維超聲圖像，然后利用三維超聲重建方法生成三維超聲體數(shù)據(jù)，主要包括基于機械臂的三維超聲系統(tǒng)(Motorized 3D ultrasound)、無定位器的三維超聲系統(tǒng)(Sensorless 3D ultrasound)和自由式三維超聲系統(tǒng)(Freehand 3D ultrasound)。從三維超聲的臨床應用角度來看，F(xiàn)reehand三維超聲系統(tǒng)更符合醫(yī)生操作習慣和手術室華寧，是目標應用前景比較廣的一種方案。

目前，三維超聲重建算法可以分為三類：基于體素的方法(Voxel Based Method，VBM)、基于像素的方法(Pixel Based Method,PBM)和基于函數(shù)的方法(Function BasedMethod,FBM)。這三類重建算法都未考慮到兩類關鍵性問題，一是醫(yī)生在對單一角度掃查到的一個二維超聲序列圖像進行重建后的結果進行觀察時，可能會由于骨組織和其它器官的遮擋，無法得到很好的診斷定論，即單一角度掃查的局限性，二是運動偽影對超聲數(shù)據(jù)的影響，運動偽影的來源主要包含因不可遮擋的生理因素所帶來的運動偽影(例如呼吸運動，雖然可在全身麻醉的條件下進行超聲掃描來避免呼吸運動所造成的偽影，但是使用麻醉劑對患者有一定的傷害)、掃描受試者在行動上不配合掃查實驗(例如：嬰兒的不自主運動和胎動)、以及超聲探頭的擠壓或重力場等自然因素造成的軟組織等形變。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種三維超聲重建方法、裝置、圖像處理設備及存儲介質，旨在解決由于現(xiàn)有技術的三維超聲重建未考慮到單一角度掃查的局限性和運動偽影對超聲數(shù)據(jù)的影響，導致三維超聲圖像的重建質量不佳的問題。

一方面，本發(fā)明提供了一種三維超聲重建方法，所述方法包括下述步驟：

當接收多角度超聲掃描到的堆圖像時，將所有堆圖像中運動誤差最小的堆圖像設置為模板堆圖像，并將所述所有堆圖像中的剩余堆圖像與所述模板堆圖像全局配準；

根據(jù)所述剩余堆圖像和所述模板堆圖像，通過預設的基于點擴展函數(shù)的體重建方式構建三維體數(shù)據(jù)；

通過預設的基于核回歸函數(shù)的體重建方式對所述三維體數(shù)據(jù)進行更新，判斷更新后的所述三維體數(shù)據(jù)是否收斂；

當所述三維體數(shù)據(jù)收斂時，將所述剩余堆圖像、所述模板堆圖像分別與所述三維體數(shù)據(jù)局部配準，否則跳轉至通過預設的基于核回歸函數(shù)的體重建方式對所述三維體數(shù)據(jù)進行更新的步驟；

判斷局部配準后的所述三維體數(shù)據(jù)是否收斂，是則輸出所述三維體數(shù)據(jù)，否則跳轉至通過預設的基于點擴展函數(shù)的體重建方式構建三維體數(shù)據(jù)的步驟。

另一方面，本發(fā)明提供了一種三維超聲重建裝置，所述裝置包括：