[发明专利]一种基于分块RHT的穿刺增强方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于分块RHT的穿刺增强方法，包括步骤：S11.以B模式扫查被检测部位，生成初始超声图像；S12.获得初始化穿刺图像序列，对所述初始化穿刺图像序列进行预处理；S13.对预处理后的初始化穿刺图像进行分块RHT，获得初始穿刺角度A；S14.通过波束延时，使波束在偏转角度B进行偏转，且在B±δ的角度范围进行扫查，获得回波信号，生成穿刺针目标图像，其中B＝90°‑A；S15.将初始超声图像与穿刺针目标图像合成穿刺增强图像。

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，尤其涉及一种基于分块RHT的穿刺增强方法及装置。

背景技术

穿刺技术广泛地应用于超声临床领域，供医师进行神经阻滞和穿刺活检操作。在穿刺过程中，穿刺针通常需要以一定的倾斜角度对病灶进行穿刺，这是由于在常规B模式扫查中，声束垂直发射，声波发射到穿刺针上会发生镜面反射，导致探头接收到的携带穿刺针信息的超声回波信号过于微弱，这会对医生的穿刺操作造成很大的影响。

从超声图像处理角度进行穿刺针的识别与增强，主要是通过改变超声波发射方式进行改进，在声波发射中通过控制发射延时，使超声波束以一定角度进行偏转，使超声波束垂直或近似垂直于穿刺针针体，使声波的镜面反射影响降到最低。这样可以使偏转图像中穿刺针回波信号强度得到一定的保证。此方法不需特殊穿刺针的使用，仅仅需要使用软件算法增强穿刺针的显示效果。显著降低了穿刺成本。

此类方法的关键步骤是进行穿刺针插入方向的识别，由于穿刺针一般是刚性直针，在进行穿刺操作时一般不会发生明显变形，可以简化为图像处理中的直线检测过程，传统上是通过Hough变换来进行操作的。这种方法可以确定穿刺针所在直线，获得较准确的穿刺角度。但此方法的主要问题在于1、计算量过大；2、占用内存大。两者导致运算时间偏大。这与穿刺过程中的实时性要求相违背。降低了穿刺增强技术在临床应用中的价值。

如公开号为CN104161546A的专利公开了一种基于可定位穿刺针的超声探头标定系统及方法，该标定方法包括：S1.标定模型设计和制作；S2.超声图像中标定模型特征点提取；S3.根据超声图像上提取的标定特征点求解标定变换矩阵。本发明可以解决当前超声引导介入治疗以及自由式三维超声成像系统中可跟踪定位超声探头的标定问题，以获得更精确的标定精度和更方便的标定操作，精确标定的超声可有效的提供三维超声重建图像的质量、并提高手术的安全性和成功率。虽然其可提供超声重建图像的质量，但是其采用Hough变换来检测超声图像中的穿刺针直线特征，依然存在计算量过大和占用内存大，进而导致运算时间偏高的问题。

为了克服上述缺陷，研究者提出了多种Hough变换的改进算法，降低运算复杂度。如Xu等提出了随机霍夫变换(RHT)。此方法是将空间中的任意N个点映射到Hough参数空间上，构成多对一的映射，然后计算满足选择点的直线参数。此方法避免了Hough变换需要准备参数空间的内存占用与计算中需要逐点与参数空间比对的巨大运算量，具有一定的优越性。然而RHT在进行直线识别时容易受到噪声点的干扰，无目标的随机采样会引入大量的无效采样与无用累积，导致直线检测随机性很大，检测到虚假直线。

另一种Hough变换的改进算法是进行分块Hough变换操作，首先对原图像做分块处理，得到较小的子图像。在每一块子图上进行Hough变换操作，然后结合每一幅图像中获得的直线参数进行综合投票，将投票最高的直线参数作为直线检测结果。这种方法可以明显减小计算量，但仍有相当的优化空间。因此，本发明将提出一种基于分块RHT的穿刺增强方法及装置，使分块Hough变换与RHT进行综合，进一步减小计算量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于分块RHT的穿刺增强方法及装置，目的是在不限制穿刺针穿刺角度以及增加操作复杂度的情况下，快速精准地调整超声探头的发射偏转角度，来获取穿刺针的最佳显示效果。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于分块RHT的穿刺增强方法，包括步骤：