[发明专利]超声成像的预处理方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像信号的处理方法与装置，特别是涉及一种超声成像的预处理方法与可以实现该方法模块。

背景技术

传统的医疗影像设备只能提供人体内部的二维图像。医生们只能凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状，以此“构思”病灶与其周围组织的三维几何关系，这给治疗带来了困难。而三维可视化技术可以由一系列二维图像重构出三维形体，并在终端显示出来。因此不仅能得到有关成像物体直观、形象的整体概念，而且还可保存许多重要的三维信息。由于超声成像较CT、MRI具有无创、无电离辐射以及操作灵活等明显优势，因此超声三维成像势必会在医学临床上得到广泛的应用，开展超声领域中的三维可视化研究显得十分必要。

目前有两种获取三维超声体数据的方法：一种是利用现有的二维超声诊断设备，结合某种定位机械，获取一系列空间位置已知的二维组织超声图像，进而以离线方式获取三维体数据；另一种是利用二维面阵探头发射金字塔形体积超声束，从而获得实时的三维体数据。

三维体数据的可视化已有比较成熟的方法，但是超声图像特有的斑点噪声成为影响成像效果、进而制约其实际应用的重要因素。三维超声体数据是由一系列超声图像组成的，而在超声图像形成的过程中，距离小于波长的反射点的反射回声相互干扰，由此便形成了斑点噪声。它的存在会掩盖图像特征，干扰观察和分析。若不对其进行处理，而直接以这样的体数据进行三维成像，其视觉效果是无法令人接受的。预处理的目的就是对超声体数据进行滤波或平滑，从而抑制噪声，以便在此基础上进行可视化，获得良好的成像质量，从而发挥三维超声成像的优势。

专利文献US005409007A公开了一种用于抑制超声成像中的斑点伪像的滤波器(Filter to Reduce Speckle Artifactin Ultrasound lmaging)。该专利提到的预处理方法简述如下：对超声图像(扫描转换前，即DSC前)的每一个像素，取以之为中心的5点菱形模板，计算这5个像素的灰度中值，以此取代中心像素的原灰度值，如图1和图2所示。

上述专利技术的缺点是不能直接用于三维，即使将其扩展到三维并对模板尺寸进行调整，要么噪声仍很突出，要么成像结果变得模糊，始终无法兼顾平滑和细节。因此，不能满足实际应用需要。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术中的这些缺点，提供一种在不损失细节的前提下进行超声体数据平滑的方法。

按照本发明的第一方面，提供一种超声成像预处理方法，包括：计算步骤，用于计算在以每个体素为中心的半径为R的邻域内、以当前体素为中心的线段的均匀程度，以便从中选取N条最均匀的方向线作为2N个切线矢量，并且从中选取一条最不均匀的方向线作为法线；当对所有体素计算完毕后，即可得到一个多值矢量场；以及平滑步骤，对每个体素用其法线所代表的最大不均匀度作为梯度，先对整个梯度数据以半径为r的邻域进行一次均值滤波；若当前体素均值滤波后的梯度小于预定阈值，则计算其邻域的灰度均值并赋给所述当前体素；否则，沿着多值矢量场在所述当前体素位置的2N个方向上分别行进，其中每一步后又产生2N个分支，由此生成一个树形结构，计算树上的所有体素的灰度均值，赋给所述当前体素；所有体素计算完毕后，即完成了整个体数据的平滑。其中2N个切线矢量为N条方向线的两端的指向。其中R为1，r可取1或2，对于三维超声图像N为2，对于二维超声图像N为1，所述预定阈值可取分割背景与物体的经验值。

按照本发明第一方面的超声成像预处理方法，其中所述方向线的不均匀度V按照下式来计算：

V=12RΣj=-RR|Gj-G0|]]>