[发明专利]一种基于活体超声图像的多线程应变成像方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于活体超声图像的多线程应变成像方法及装置，属于医学图像处理领域。本发明的方法为，采集活体B超图像序列，分析图像的相关性特征，判断呼吸频率，并将图像划分到不同呼吸周期和周期间同步的相位期；对每个相位期建立一个计算线程，经位移校正、图像配准后，各线程并行地计算应变，并根据线程间相关性进行降噪；最终，将多线程应变结果融合，得到准确、高时间密度的应变输出。本发明可以解决现有技术中生理运动在应变成像中产生的伪影和误差问题，可以获得多运动相位期的应变分布，进一步结合应变分布的空间相关性去噪、融合后，得到精确、鲁棒性高、时间密度高的活体应变分布图像。

技术领域

本发明涉及医学图像处理领域，更具体地说，涉及一种基于活体超声图像的多线程应变成像方法及装置。

背景技术

超声成像是临床医学四大影像诊断技术之一，因其安全无创、患者负担小、信号处理实时性好等优点，在临床上有着很高的应用价值。超声成像技术的发展历经了从一维到三维、静态到动态、结构成像到功能成像，超声诊断设备的功能逐渐增强，提供的信息愈加丰富。

伴随着超声成像技术和超声成像设备的发展，多种基于超声成像信号的诊断、分析成像算法相继产生。例如基于B超成像信号的多普勒血流成像、弹性成像、热应变成像等。此类派生成像算法量化了靶区组织的血流、硬度、温度等信息，极大地增强了B超成像的监测能力，丰富了临床诊断依据。

基于B型超声成像信号的应变成像，其准确度、信噪比严重依赖于压缩前后图像的相关性。在活体如呼吸、心跳、脉搏等运动之下，运动在应变成像中导致严重的伪影，甚至会淹没有效应变。因此，克服组织运动、实现图像配准是应变成像领域的一个亟待解决的问题。

在现有技术中针对克服活体生理运动的成像，提出了一些技术方案。例如发明创造名称为：用于生成血管内超声图像的超声图像生成系统(申请日：2018年11月13日；申请号：201880087709.6)，该方案公开了一种基于血管内压力在相同血管壁运动状态进行血管内超声成像的方法。该方案将血管内压力作为用于组合血管内超声图像的选择准则，组合压力值与参考压力值相差小于预定义的偏差阈值的图像信号，由此减少组合图像中由于脉搏导致的伪影。该方案的不足之处在于其需要额外的血压测量设备，压力计和超声成像设备的信号同步和压力计的噪声信号都可能导致门控失效。又例如发明创造名称为：基于热膨胀和门控算法测量生物组织温度变化的超声方法(申请日：2017年9月25日；申请号：201710876349)，该方案公开了一种基于热膨胀和门控算法测量组织温度变化的超声方法。基于B超时序图像，选择匹配图像，并采用噪声信号训练自适应滤波器，进而去除运动的噪声。该方案不足之处在于缺乏生理运动状态、运动周期判断的机制，从而存在图像匹配区间不恰当导致的累积运动伪影；且仅能在呼吸的单一运动状态下进行图像匹配，易受所处单一运动状态的噪声影响，同时输出的应变结果时间密度低，不利于满足临床监测的实时性需求。又有发明创造名称为：一种基于活体超声图像的呼吸分离式应变成像方法(申请日：2020年7月27日，申请号：202010731441.4)其为申请人前期申请的发明专利，该发明解决了对呼吸周期判断、在呼气和吸气阶段分别进行图像配准的问题，但其输出结果的时间间隔不够均匀，不能够在不同的相位期分别进行图像配准和位移校正，且没有利用不同状态所得结果之间的空间相关性进行应变结果的去噪，距离临床应用要求还有一定距离。

综上所述，不借助额外设备辅助，且能够有效抑制运动对图像的影响，输出高精度、满足临床实时性需求的应变成像是现有技术亟需解决的问题。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术中通过额外设备的辅助门控实现运动抑制，且此类门控技术由于依赖于单一运动相位，输出结果时间密度低、实时性差，常伴有伪影和较大误差的不足，本发明提供了一种基于活体超声图像的多线程应变成像方法及装置，可以获得多运动相位期的应变分布，进一步结合应变分布的空间相关性去噪、融合后，得到精确、鲁棒性高、时间密度高的活体应变分布图像。

2.技术方案