[发明专利]一种用于不规则组织表面医学三维超声重建的方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学三维超声重建研究领域，特别涉及一种用于不规则组织表面医学三维超声重建的方法。

背景技术

目前，计算机断层成像（CT）、核磁共振成像（MRI）、超声成像等影像技术已经被广泛用于医疗诊断中。医学超声成像因其设备低廉、操作简单、成像清晰等优点，在现代医疗诊断中发挥的作用愈来愈明显。而其中的三维超声成像技术因其图像显示完整、直观，给医生提供的信息更加准确详实，因而受到更多人的关注。目前，医学三维超声成像中常用的扫描方法有：自由臂(Free-Hand)扫描、二维面阵探头扫描、机械驱动扫描三种方式。但不管哪种扫描方法，都是基于原始的超声数据来进行三维重建。

例如，申请号为201210410472.5的中国发明专利公开了一种基于机械扫描的A超弹性成像系统及其方法，该方法具有定位精度高、灵活性大、图像分辨率高、实用性强和适用范围广等优点。

然而，目前的扫描系统在扫描某些具有不规则表面的组织（如牙齿、手指等）时，超声信号仍然会因组织表面不平整而产生严重的散射，导致接收到的回波信号具有以下的特征：遇到组织表面反射之前的回波幅值较微弱或极其微弱，在组织表面处出现强度不同的回波信号，但这些回波信号在位置上具有相邻或相近的特点，导致成像结果中出现明显的伪影。因此，对组织表面进行三维重建后，会出现组织表面不光滑均匀、表面断裂、甚至无法成像等现象，严重降低成像质量，影响医疗诊断的准确性。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于不规则组织表面医学三维超声重建的方法，该方法能够克服超声探头扫描不规则组织表面时，因信号散射带来的RF回波幅值衰减严重等问题，提高了组织表面的三维重建质量，能够为医生诊断提供更加精确的图像信息。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种用于不规则组织表面医学三维超声重建的方法，包括以下步骤：对扫描得到的原始RF回波信号进行搜索，一旦其中一条RF回波信号的能量值大于预设值，则将该条信号标记为参考RF回波信号，根据该参考RF回波信号上回波幅值选取若干个区域作为匹配基准信号；再次对原始RF回波信号进行搜索，利用匹配基准信号对搜索到的每条原始RF回波信号进行匹配，找到与该匹配基准信号最匹配的那段区域，将该区域内的原始RF回波信号进行放大；最后将全部处理过后的原始RF回波信号转换成灰度图像，重建出所扫描组织的三维表面图。

具体的，包括以下步骤：

（1）对扫描得到的原始RF回波信号进行搜索，一旦其中一条RF回波信号的能量值大于预设值，则将该条信号标记为参考RF回波信号，根据该条参考RF回波信号遇到组织表面反射回来的强回波，确定若干区域S_d(i)，d表示该区域窗口长度，i表示第i个回波区域，将S_d(i)记为匹配基准信号；

（2）以参考RF回波信号为参照，分析其位置上相邻的原始RF回波信号，判断这些信号中RF回波信号的能量值是否大于预设值，如果是，则将这些原始RF回波信号确定为参考信号，并以原有的匹配基准信号S_d(i)为基准，利用互相关方法在新标定的参考信号中标记搜索对应区域，获得新的基准信号S_d(i)；

（3）重复步骤（2），直到在搜索到的原始RF回波信号中得到能量值小于预设值的信号，并确定其对应的基准回波信号，根据搜索到的基准回波信号幅度下降的程度，确定放大因子β，将该局部区域内的原始RF回波信号进行因子放大；

（4）重复步骤（2）、（3），直到全部原始RF回波信号处理完毕；将全部处理过后的RF信号转换成灰度图像，重建出组织的三维表面图。

优选的，所述步骤（1）中，参考RF回波信号确定的步骤是：统计采集到的原始RF回波信号的能量中值或均值M，搜索原始RF回波信号，当搜索到的

RF回波信号能量大于M时，停止搜索，即找到一条参考RF回波信号，所述信号能量为各个信号点的幅值平方和。如果某条原始RF回波信号的能量值大于M，则认为不存在明显的散射效应。

优选的，所述步骤（1）中，匹配基准信号S_d(i)的确定方法是：

从确定出来的参考RF回波信号起始点开始搜索，当检测到回波幅值绝对值大于事先设定的阈值α时，停止搜索，将从该点开始的d个信号点记为匹配基准信号S_d(i)，i表示第i个强回波，d表示基准信号长度。