[发明专利]四维超声重建方法及装置

权利要求书

1.一种四维超声重建方法，其特征在于，包括：

获取目标三维器官不同横截面位置处的第一二维图像序列以及各所述第一二维图像序列中各二维图像分别对应的呼吸信号，并将所有所述呼吸信号按照信号值的大小分成多个分组，每个分组对应一个呼吸状态；

基于各所述第一二维图像序列中各二维图像分别对应的呼吸信号，提取各所述第一二维图像序列中对应各所述呼吸状态的二维图像，以分别针对各所述呼吸状态，构成对应的第二二维图像序列；

对于每一所述呼吸状态，基于该呼吸状态对应的第二二维图像序列，重构该呼吸状态下的三维体数据图像，并通过对所有所述呼吸状态进行排列，基于所有所述三维体数据图像，重构所述目标三维器官的四维超声图像进行展示；其中，所述提取各所述第一二维图像序列中对应各所述呼吸状态的二维图像的步骤具体包括：

对于每一所述第一二维图像序列，基于该第一二维图像序列中各二维图像分别对应的呼吸信号，确定各所述二维图像所属的呼吸状态；

对于任一所述呼吸状态，通过进行该呼吸状态下第一横截面位置处的二维图像与该呼吸状态下相邻下一横截面位置处的所有二维图像的相似性计算，提取出所述第一横截面位置处具有最大相似度的二维图像，作为对应该呼吸状态的二维图像；

或，所述提取各所述第一二维图像序列中对应各所述呼吸状态的二维图像的步骤具体包括：

针对每个所述分组的呼吸状态，基于该分组的所有呼吸信号的信号值，求取该分组呼吸状态对应的平均信号值；

对于任一所述第一二维图像序列，基于该第一二维图像序列中各二维图像分别对应的呼吸信号，确定各所述二维图像所属的呼吸状态；

对于任一所述呼吸状态，通过计算该呼吸状态下各所述二维图像对应的呼吸信号与所述平均信号值的接近程度，选取出呼吸信号值最接近所述平均信号值的二维图像，作为对应该呼吸状态的二维图像。

2.根据权利要求1所述的四维超声重建方法，其特征在于，具体采用L2范数计算法，进行所述相似性计算，具体计算公式如下：

式中，表示和的L2范数，表示呼吸状态i下第一横截面位置处的二维图像，i＝1,2,...,n，n表示所述分组的总数，表示呼吸状态i下相邻下一横截面位置处的二维图像，j＝1,2,...,k，k表示所述相邻下一横截面位置处第一二维图像序列中属于呼吸状态i的二维图像的总数。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的四维超声重建方法，其特征在于，在所述将所有所述呼吸信号按照信号值的大小分成多个分组的步骤之前，还包括：

对所有所述呼吸信号进行直方图统计，获取所有呼吸信号的有效上边界和有效下边界，并通过比较所有所述呼吸信号与所述有效上边界和有效下边界的值的大小，剔除异常呼吸信号以及所述异常呼吸信号对应的二维图像；

相应的，将剔除异常呼吸信号之后的所有呼吸信号按照信号值的大小分成多个分组，每个分组对应一个呼吸状态。

4.根据权利要求1所述的四维超声重建方法，其特征在于，所述获取目标三维器官不同横截面位置处的第一二维图像序列以及各所述第一二维图像序列中各二维图像分别对应的呼吸信号的步骤具体包括：

对于任一所述横截面位置，控制二维超声探头在该横截面位置处采集一组具有2或3个呼吸运动周期的目标三维器官横截面超声序列图像，作为所述第一二维图像序列，并利用电磁跟踪法，通过跟踪预设在所述目标三维器官上的标记点，获取所述第一二维图像序列中各二维图像分别对应的呼吸信号。

5.根据权利要求4所述的四维超声重建方法，其特征在于，所述控制二维超声探头的步骤具体包括：

控制采集过程中超声序列图像平面之间保持平行，且所述二维超声探头保持在垂直于超声平面的直线上移动。