[發明專利]一種基于二維超聲影像的穿刺針可視化方法

在審

• 申請號: 201811461736.3
• 申請日: 2018-12-02
• 公開（公告）號: CN109276296A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 金程
• 申請（專利權）人: 沈陽聚聲醫療系統有限公司
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34;G06T7/73
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于二維超聲影像的穿刺針可視化方法，其特征在于，包括：

采集連續二維超聲圖像，所述每一幀超聲圖像都包含完整的穿刺針影像；

對每幀超聲圖像中的穿刺針估計傾斜角度；

獲取含有穿刺針的感興趣區域；

在感興趣區域內估計穿刺針的軸線；

實時檢測跟蹤針尖位置輸出針尖位置信息。

2.根據權利要求1所述的穿刺針可視化方法，其特征在于，所述穿刺針的傾斜角度為穿刺針與水平面之間的夾角。

3.權利要求1所述的穿刺針可視化方法，其特征在于，對每幀超聲圖像中的穿刺針估計傾斜角度，具體包括：

在整幅圖像內搜索穿刺針的傾斜角度，并限定初始搜索角度范圍；

搜索過程中將二維超聲圖像中的所有灰度值向當前角度下做投影，統計該角度下每一行數據中含有穿刺針像素值的數量，選取穿刺針像素值數量最大的值作為相似性測度函數；

搜索過程中某個角度對應的相似性測度函數最大，則認為該角度為傾斜角度。

4.根據權利要求1所述的穿刺針可視化方法，其特征在于，獲取含有穿刺針的感興趣區域，具體包括：

根據傾斜角度對整幅超聲圖像進行方向濾波增強穿刺針，計算穿刺針兩個端點的位置坐標；

選取針體平行的條帶區域作為感興趣區域，并將該條帶區域內的像素值置1，其他像素值置0，制作一個二值模板；

將此二值模板與方向濾波增強后的圖像做乘法，獲取僅含有穿刺針的感興趣區域。

5.根據權利要求1所述的穿刺針可視化方法，其特征在于，所述穿刺針的軸線為穿刺針近似于圓柱形針體的中軸線。

6.根據權利要求1所述的穿刺針可視化方法，其特征在于，估計穿刺針的軸線，具體包括：

在感興趣區域內，在傾斜角度為中心上下5度偏轉角度的范圍內再次用灰度值統計法搜索最優傾斜角度；

將穿刺針針體等間隔的劃分為若干個離散區域，檢測出感興趣區域內所有穿刺針各個離散區域的坐標位置，計算平均值；

根據平均值的橫縱坐標以及最優傾斜角度確定穿刺針的軸線。

7.根據權利要求1所述的穿刺針可視化方法，其特征在于，實時檢測標記針尖位置，具體包括：

采用RANSAC算法獲取穿刺針的端點位置坐標以及其周圍8個像素點圍成的一個正方形區域；

將連續相鄰兩幀圖像做差，獲取最大灰度值位置坐標以及其周圍8個像素點圍成的一個正方形區域；

兩個正方形區域求并集，落在穿刺針軸線上的點視為針尖。

8.根據權利要求7所述的穿刺針可視化方法，其特征在于，對序列針尖位置濾波去除誤差，具體包括：

采用Kalman濾波對從序列圖像中檢測到的序列針尖位置濾波處理，去除嚴重偏離軌跡的針尖坐標。

9.根據權利要求4所述的穿刺針可視化方法，其特征在于，所述獲取含有穿刺針的感興趣區域之后，具體包括：

在感興趣區域內，根據灰度梯度變化對針體邊緣進行增強處理，同時濾除針體周圍的條帶噪聲。