[发明专利]心腔内三维超声成像优化系统及优化方法

说明书

本发明公开了一种心腔内三维超声成像优化系统及优化方法，该系统用于实施该方法，该方法包括获取多个超声回波信号；对获取的多个超声回波信号进行预处理，所述预处理包括对超声回波信号进行降噪并调整动态范围形成多个二维超声图像数据；对多个二维超声图像数据按照采集的平面角度及指纹数据差异值进行校准优化，将校准优化后的超声图像数据输出显示。本发明采用逐步校准法，将多角度的二维超声图像数据，利用指纹数据差异值进行比对后，逐步校准，能够准确快速的对两幅图像进行比较，并挑选出所有图像中，差异最小的两幅图像，计算过程更加详细精确，避免太多对硬件结构的依赖，结构更简单。

技术领域

本发明涉及心内超声成像技术领域，尤其涉及一种心腔内三维超声成像优化系统及优化方法。

背景技术

随着社会经济和医疗卫生条件的发展，人类预期寿命显著提高，但同时与老龄化相关疾病的病例数量也在增加。其中，心脏类疾病由于发病率高，而且几乎所有形式的心脏病都与老龄化具有强相关性，让医学界尤为关注。

在心脏病诊疗方面，手术一直是不可替代的临床手段。传统的开胸手术中，为了让术者能够触及患者的心脏，需要让患者心脏在术中暴露于外部环境，这不仅在术中对患者的身体造成了较大创伤，而且由于创口大，术后容易出现并发症。近年来逐渐兴起的心脏介入手术，通过穿刺体表血管，将介入导管送到心脏内的目标位置对病变部位进行诊疗。该技术对患者的创伤小、手术时间短，可以有效减少患者痛苦，缩短术后恢复时间，还能够降低术后并发症的不利影响，与开胸手术相比具有明显优势，临床应用日益广泛。

为了顺利完成介入手术，术者在术中必须持续了解患者的心脏结构、介入导管处于心腔内的什么位置，这需要借助影像技术。在心脏影像方面，心腔内超声心动图(ICE)技术凭借相对较低的成本、无电离辐射和较好的实时性，优势较为明显。但是，传统的心腔内超声成像方法仅能向术者提供二维影像，术者要根据二维图像在脑中想象出目标部位的三维空间形态、大小、与周边组织的关系，这对术者的经验和技术提出了很高的要求，在二维图像转化为三维想象方面的学习曲线较长。

要解决这一难题，目前临床使用的方式是在介入导管中植入位置传感器，该传感器基于磁定位/电定位/磁电结合定位。系统先对心脏做三维标测，然后对照静态参考物构造出心脏的三维空间模型。此类系统的弊端在于：首先，介入导管直接接触心脏内壁获取电信号时，可能导致患者不适而有意移动；其次，患者自身的呼吸、心跳等无意运动，也会对标测造成较大干扰；然后，使用环境中的电磁干扰、金属器件的存在和电场分布不均匀。这些因素都会影响标测的效果，进而影响三维建模的精准度。

此外，困扰临床的另一大难点在于，此类系统为了满足磁/电定位的要求，往往围绕手术台设置若干个位置探测器，导致其结构复杂，操作较为繁琐，定位时间较久，且系统对每个扫描面的定位校准也比较慢。进而导致此类系统构造三维空间模型慢，实时性不佳，与临床期望的快速、准确相比存在较大差距。这也在客观上限制了心腔内三维超声成像技术在临床的推广使用。

因此，对于心腔内三维超声成像的现状而言，需要一种结构简便、容易部署、且能够实现快速成像的系统及方法。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种心腔内三维超声成像优化系统及优化方法，采用逐步校准法，将多角度的二维超声图像数据，利用指纹数据差异值进行比对后，逐步校准，通过SSIM测量函数和AHA函数的组合，得到新的指纹比较函数，能够准确快速的对两幅图像进行比较，并挑选出所有图像中，差异最小的两幅图像，计算过程更加详细精确，避免太多对硬件结构的依赖，结构更简单。

为了实现上述目的，本发明的一种心腔内三维超声成像优化方法，包括以下步骤：S1、获取多个超声回波信号；S2、对获取的多个超声回波信号进行预处理，所述预处理包括对超声回波信号进行降噪并调整动态范围形成多个二维超声图像数据；S3、对多个二维超声图像数据按照采集的平面角度及指纹数据差异值进行校准优化，将校准优化后的超声图像数据输出显示。