[發明專利]一種基于分塊RHT的穿刺增強方法及裝置

有效

• 申請號: 201910448999.9
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110251210B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 張鈺;肖夢楠
• 申請（專利權）人: 聚融醫療科技（杭州）有限公司
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34;A61B90/00;G06T5/40;G06T5/50
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良;王日精

本發明公開了一種基于分塊RHT的穿刺增強方法，包括步驟：S11.以B模式掃查被檢測部位，生成初始超聲圖像；S12.獲得初始化穿刺圖像序列，對所述初始化穿刺圖像序列進行預處理；S13.對預處理后的初始化穿刺圖像進行分塊RHT，獲得初始穿刺角度A；S14.通過波束延時，使波束在偏轉角度B進行偏轉，且在B±δ的角度范圍進行掃查，獲得回波信號，生成穿刺針目標圖像，其中B＝90°?A；S15.將初始超聲圖像與穿刺針目標圖像合成穿刺增強圖像。

技術領域

本發明涉及超聲成像技術領域，尤其涉及一種基于分塊RHT的穿刺增強方法及裝置。

背景技術

穿刺技術廣泛地應用于超聲臨床領域，供醫師進行神經阻滯和穿刺活檢操作。在穿刺過程中，穿刺針通常需要以一定的傾斜角度對病灶進行穿刺，這是由于在常規B模式掃查中，聲束垂直發射，聲波發射到穿刺針上會發生鏡面反射，導致探頭接收到的攜帶穿刺針信息的超聲回波信號過于微弱，這會對醫生的穿刺操作造成很大的影響。

從超聲圖像處理角度進行穿刺針的識別與增強，主要是通過改變超聲波發射方式進行改進，在聲波發射中通過控制發射延時，使超聲波束以一定角度進行偏轉，使超聲波束垂直或近似垂直于穿刺針針體，使聲波的鏡面反射影響降到最低。這樣可以使偏轉圖像中穿刺針回波信號強度得到一定的保證。此方法不需特殊穿刺針的使用，僅僅需要使用軟件算法增強穿刺針的顯示效果。顯著降低了穿刺成本。

此類方法的關鍵步驟是進行穿刺針插入方向的識別，由于穿刺針一般是剛性直針，在進行穿刺操作時一般不會發生明顯變形，可以簡化為圖像處理中的直線檢測過程，傳統上是通過Hough變換來進行操作的。這種方法可以確定穿刺針所在直線，獲得較準確的穿刺角度。但此方法的主要問題在于1、計算量過大；2、占用內存大。兩者導致運算時間偏大。這與穿刺過程中的實時性要求相違背。降低了穿刺增強技術在臨床應用中的價值。

如公開號為CN104161546A的專利公開了一種基于可定位穿刺針的超聲探頭標定系統及方法，該標定方法包括：S1.標定模型設計和制作；S2.超聲圖像中標定模型特征點提取；S3.根據超聲圖像上提取的標定特征點求解標定變換矩陣。本發明可以解決當前超聲引導介入治療以及自由式三維超聲成像系統中可跟蹤定位超聲探頭的標定問題，以獲得更精確的標定精度和更方便的標定操作，精確標定的超聲可有效的提供三維超聲重建圖像的質量、并提高手術的安全性和成功率。雖然其可提供超聲重建圖像的質量，但是其采用Hough變換來檢測超聲圖像中的穿刺針直線特征，依然存在計算量過大和占用內存大，進而導致運算時間偏高的問題。

為了克服上述缺陷，研究者提出了多種Hough變換的改進算法，降低運算復雜度。如Xu等提出了隨機霍夫變換(RHT)。此方法是將空間中的任意N個點映射到Hough參數空間上，構成多對一的映射，然后計算滿足選擇點的直線參數。此方法避免了Hough變換需要準備參數空間的內存占用與計算中需要逐點與參數空間比對的巨大運算量，具有一定的優越性。然而RHT在進行直線識別時容易受到噪聲點的干擾，無目標的隨機采樣會引入大量的無效采樣與無用累積，導致直線檢測隨機性很大，檢測到虛假直線。

另一種Hough變換的改進算法是進行分塊Hough變換操作，首先對原圖像做分塊處理，得到較小的子圖像。在每一塊子圖上進行Hough變換操作，然后結合每一幅圖像中獲得的直線參數進行綜合投票，將投票最高的直線參數作為直線檢測結果。這種方法可以明顯減小計算量，但仍有相當的優化空間。因此，本發明將提出一種基于分塊RHT的穿刺增強方法及裝置，使分塊Hough變換與RHT進行綜合，進一步減小計算量。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種基于分塊RHT的穿刺增強方法及裝置，目的是在不限制穿刺針穿刺角度以及增加操作復雜度的情況下，快速精準地調整超聲探頭的發射偏轉角度，來獲取穿刺針的最佳顯示效果。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于分塊RHT的穿刺增強方法，包括步驟：