[发明专利]一种实时减少图像中伪影的方法以及装置

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种实时减少图像中伪影的方法，以及实时减少图像中伪影的装置。

背景技术

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound，HIFU)技术是一种无创治疗方法，目前主要应用于乳腺癌、腹腔和盆腔内实体良恶性肿瘤的治疗。HIFU技术的治疗原理是，利用聚焦于生物组织的高强度超声使焦域以内的组织的温度在瞬间达到60摄氏度以上，使焦域以内的组织瞬间产生凝固性坏死，同时焦域以外的组织无显著损伤。超声因具有实时性、成本低等优点而成为市场上约90％的HIFU治疗系统中的监控手段。

在超声引导的HIFU治疗系统中，要求尽量减小对正常组织的伤害，所以在实施治疗前，需要确定病灶的位置和形态，在治疗中，能实时观测治疗的效果，以调整治疗剂量和适时中断治疗，为实现上述功能，HIFU治疗系统一般采用组合探头，所述组合探头由发出治疗用超声波的治疗头和B超或彩超显像探头(以下简称为超声探头)组成。

通常，由于所述组合探头较大，为了减小超声波从外界进入人体组织过程中的反射，以及手术中散热、聚能等原因，在HIFU治疗系统中，整个组合探头都浸泡在作为耦合剂的脱气水介质中。当实施治疗时，患者病灶处的皮肤与所述耦合剂耦合，并通过超声探头成像，以观察患者病灶的准确位置和具体形态，同时准确定位治疗头的焦域于患者病灶部位，从而实施治疗。由于HIFU治疗系统中的组合探头与患者病灶处的皮肤之间存在有脱气水介质，使得组合探头中的超声探头在成像时，距离人体体表较远，因此超声探头发出的诊断超声波会在人体皮肤与治疗头和超声探头的表面发生多次反射，使得超声探头接收到多次重复的信号，且所述多次反射产生的回声与进入人体内部组织的超声相互混杂，从而导致HIFU治疗系统中的超声探头采集的超声图像(以下简称图像)中存在伪影。

HIFU治疗系统中的图像存在的伪影问题为HIFU治疗系统带来众多不利影响，比如：

1.伪影使生物组织解剖信息在图像上不能得到准确的反映，增加了HIFU治疗过程中可能存在的风险，相应提高了HIFU治疗过程中对操作人员的经验要求；

2.伪影的出现使得一些伪影过于严重的肿瘤无法得到治疗，因而限制了超声引导的HIFU治疗系统的治疗疾病范围和人群；

3.目前一般采用灰度增强的方式判断与治疗损伤，伪影的存在可能会影响操作人员对图像中治疗区域的组织损伤情况的观察；

4.伪影问题降低了整体HIFU治疗系统的性能和安全系数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种能够实时减少图像中伪影的方法以及装置，可提高超声探头对治疗靶区的定位精度，从而提高超声引导手术的治疗效率和治疗效果。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

所述实时减少图像中伪影的方法包括如下步骤：

1)采集参考图像：将处于治疗位置的超声探头移动至获取参考图像的位置，并在所述参考图像的位置采集病灶的图像作为参考图像，所述参考位置为能使超声探头采集的图像中与治疗靶区对应的部分伪影较少或者无伪影的某一位置，所述治疗位置是指超声探头处于这个位置时，操作者能实时观察到需要治疗区域的超声图像，并且要求治疗头焦点在治疗区域内；

2)采集治疗图像：将超声探头从所述参考位置移回至所述治疗位置，并采集病灶当前的治疗图像；

3)图像的配准与融合：将采集到的治疗图像与所述参考图像进行配准与融合，并输出融合后的图像，此图像即为实际治疗图像。

优选的是，步骤1)中，首先判断超声探头在所述治疗位置所采集的图像中是否存在较多伪影，如果伪影较多，则根据超声探头采集的图像中皮肤线的位置从治疗位置沿接近皮肤的方向移动超声探头，直至所述超声探头移动到与皮肤的距离为0～5cm的位置，即超声探头移动至参考位置，停止移动超声探头，在所述参考位置采集病灶的参考图像。

优选的是，步骤1)中，所采集的参考图像为多幅时间连续的参考图像，该多幅时间连续的参考图像构成参考图像序列；在采集所述参考图像序列的同时，采集患者的生理信号，并将所述生理信号引入参考图像序列中；

步骤2)中，在采集治疗图像的同时，采集患者的生理信号，并将所述生理信号引入当前的治疗图像。