基于動態(tài)賦值的超聲體數(shù)據(jù)重建方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于動態(tài)賦值的超聲體數(shù)據(jù)重建方法和 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲成像是利用超聲波照射人體，通過接收和處理載有人體組織特征信息的回 波，獲得人體組織性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的可見圖像的方法和技術(shù)，與CT、MRI并稱為現(xiàn)代醫(yī)學的3大 影像學。與CT、MRI相比，超聲成像具有采集時間短、無須靜脈注射造影劑、無電離輻射、經(jīng) 濟方便、可實時成像等優(yōu)點，成為臨床必不可少的診斷和治療設(shè)備。然而，當醫(yī)生想更準確 地了解臟器結(jié)構(gòu)時，傳統(tǒng)的2維成像就顯得不能滿足要求了。與傳統(tǒng)的2維超聲圖像相比， 3維超聲具有圖像顯示直觀、精確測量結(jié)構(gòu)參數(shù)、準確定位病變組織等明顯優(yōu)勢，成為2維 超聲技術(shù)的重要輔助手段。從臨床應(yīng)用角度來看，F(xiàn)reehand掃描更符合醫(yī)生習慣和手術(shù)室 環(huán)境，F(xiàn)reehand 3維超聲有著廣泛的應(yīng)用前景。3維重建算法是實現(xiàn)Freehand 3維超聲的 關(guān)鍵，因此Freehand超聲圖像的3維重建算法具有重要的研究價值。但是，目前的超聲圖 像三維重建方法存在算法復雜、重建效果差的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于動態(tài)賦值的超聲體數(shù)據(jù)重 建方法和系統(tǒng)，能夠根據(jù)所獲取的超聲切片序列重建得到高精確度的超聲體數(shù)據(jù)。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于動態(tài)賦值的超聲體數(shù)據(jù)重建 方法，包括：
[0005] 根據(jù)感興趣區(qū)域的空間位置，定義超聲體數(shù)據(jù)參數(shù)；
[0006] 定義中位數(shù)絕對偏差項和四分位間距絕對偏差項，計算超聲切片中像素灰度的貢 獻；
[0007] 定義中位數(shù)絕對偏差項和四分位間距絕對偏差項對于超聲切片中像素灰度的貢 獻的權(quán)重，計算超聲切片中像素的貢獻范圍和大??；
[0008] 根據(jù)用于超聲體數(shù)據(jù)重建的所有超聲切片的像素貢獻范圍和大小，計算超聲體數(shù) 據(jù)中體素的灰度值；
[0009] 通過插值方法計算超聲體數(shù)據(jù)中的空缺體素的灰度值。
[0010] 在本發(fā)明的其他方案中，通過人為判斷感興趣區(qū)域在人體中的空間位置，預(yù)設(shè)超 聲體數(shù)據(jù)的大小、方向、間距。
[0011] 在本發(fā)明的其他方案中，中位數(shù)絕對偏差項記錄的是當前超聲切片中的一個像素 與其周圍一范圍的所有像素平均灰度的偏差。
[0012] 在本發(fā)明的其他方案中，四分位間距絕對偏差項記錄的是當前超聲切片中的一個 像素與其周圍一范圍內(nèi)的部分像素間的灰度差的平均值。
[0013] 在本發(fā)明的其他方案中，中位數(shù)絕對偏差項和四分位間距絕對偏差項對于超聲切 片中像素灰度的貢獻的權(quán)重各占一半。
[0014] 在本發(fā)明的其他方案中，依據(jù)用于超聲體數(shù)據(jù)重建的所有超聲切片的像素貢獻范 圍和大小，計算超聲體數(shù)據(jù)中所有體素的灰度值，在體素存在多個灰度值時，通過計算平均 值得到體素的灰度值。
[0015] 在本發(fā)明的其他方案中，插值方法是雙線性插值算法。
[0016] 本發(fā)明實施例還提供了一種基于動態(tài)賦值的超聲體數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)，包括：
[0017] 超聲體數(shù)據(jù)參數(shù)定義模塊，其根據(jù)感興趣區(qū)域的空間位置，定義超聲體數(shù)據(jù)參 數(shù)；
[0018] 中位數(shù)絕對偏差項和四分位間距絕對偏差項計算模塊，其定義中位數(shù)絕對偏差項 和四分位間距絕對偏差項，計算超聲切片中像素灰度的貢獻；
[0019] 超聲切片像素貢獻計算模塊，其定義中位數(shù)絕對偏差項和四分位間距絕對偏差項 對于超聲切片中像素灰度的貢獻的權(quán)重，計算超聲切片中像素的貢獻范圍和大??；
[0020] 超聲體數(shù)據(jù)體素灰度值計算模塊，其根據(jù)用于超聲體數(shù)據(jù)重建的所有超聲切片的 像素貢獻范圍和大小，計算超聲體數(shù)據(jù)中體素的灰度值；
[0021] 超聲體數(shù)據(jù)空缺體素灰度值計算模塊，其通過插值方法計算超聲體數(shù)據(jù)中的空缺 體素的灰度值。
[0022] 本發(fā)明能夠快速精準的重建超聲體數(shù)據(jù)，為臨床病灶診療提供理論指導。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明實施例的基于動態(tài)賦值的超聲體數(shù)據(jù)重建方法的流程示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明所提出的超聲序列圖像采集方法示意圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明實施例的基于動態(tài)賦值的超聲體數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限 定。
[0027] 圖1為本發(fā)明實施例的基于動態(tài)賦值的超聲體數(shù)據(jù)重建方法的流程示意圖，具體 步驟包括：
[0028] 步驟 S1，
[0029] 根據(jù)感興趣區(qū)域的空間位置，定義超聲體數(shù)據(jù)參數(shù)。定義超聲體數(shù)據(jù)的大小為 Ii1Xn2Xn3,圖像間距為 Ha^a2, a3]，方向為[x，y，z]。
[0030] 其中，可以通過人為判斷感興趣區(qū)域在人體中的空間位置，預(yù)設(shè)超聲體數(shù)據(jù)的大 小、方向、間距。
[0031] 步驟 S2，
[0032] 定義中位數(shù)絕對偏差項和四分位間距絕對偏差項，計算超聲切片中像素灰度的貢 獻。
[0033] 超聲切片的采集方法主要分為三種，如圖2所示。定義《/, (j e N)為超聲切片中 一個像素化周圍一范圍內(nèi)的N個像素 ，I (U1)表示像素 U1的灰度值，if"為（N+1)個像素按 灰度值排序后的中位數(shù)，則像素 U1的中位數(shù)絕對偏差MAD (u J定義為：
[0034]
[0035] 設(shè)Iniax(U1)和Inun(U 1)表示超聲切片中一個像素化周圍一范圍內(nèi)灰度值最大和最 小的像素，灰度值位于最大灰度的25%到75%范圍內(nèi)的像素可以表示為：
[0036]
(3-4)像素Ui的四分 位間距絕對偏差項IQRAD(U1)表示為：
[0037]
[0038] 步驟 S3，
[0039] 定義中位數(shù)絕對偏差項和四分位間距絕對偏差項對于超聲切片中像素灰度的貢 獻的權(quán)重，計算超聲切片中像素的貢獻范圍和大小。
[0040] 定義H(U1)為超聲切片中一個像素 U1的貢獻，由中位數(shù)絕對偏差項和四分位間距 絕對偏差項表示為：
[0041] H(U1) = α XMAD (U1)+ β XIQRAD(U1)
[0042] 其中，α和β分別表示MD(U1)和IQRAD(U1)的權(quán)重系數(shù)，定義為α="=4 & 1,
[0043] 步驟 S4，
[0044] 根據(jù)用于超聲體數(shù)據(jù)重建的所有超聲切片的像素貢獻范圍和大小，計算超聲體數(shù) 據(jù)中體素的灰度值。
[0045] 定義I (U1)，i = 1，2,... η表示對超聲體數(shù)據(jù)中一個體素 Xj有貢獻的像素 u i灰度 值，D (Ul，Xj)表示像素 U1與體素 X j間的歐氏距離，則體素 X郝灰度值V (X J計算公式為：
[0046]
[0047] 步驟 S5，
[0048] 通過插值方法計算超聲體數(shù)據(jù)中的空缺體素的灰度值。
[0049] 定義（x，y，z)為超聲體數(shù)據(jù)中的一個沒有賦值的體素，根據(jù)該體素周圍一個范 圍內(nèi)已經(jīng)賦值的體素，通過插值方法計算得到該體素的灰度值，定義N表示已經(jīng)賦值的體 素的數(shù)目，表示（Χ?,Υ?,ζ;)到（x，y，z)的歐式距離，體素（x，y，z)的灰度值 V (X，y，z)為：
[0050]
[0051] 插值方法優(yōu)選是雙線性插值算法，當然也可以為其他合適的算法。
[0052] 利用本發(fā)明，能夠快速精準的重建超聲體數(shù)據(jù)，為臨床病灶診療提供理論指導。
[0053] 以下描述本發(fā)明實施例的基于動態(tài)賦值的超聲體數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)。
[0054] 圖3