CN105433980A - 一种超声成像方法、装置及其超声设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声成像方法，用于对子宫内膜进行3D成像，所述方法包括：获取包含子宫内膜的子宫3D超声图像；旋转所述超声图像使得所述超声图像中的子宫内膜部分旋转至水平；调节ROI剪切线使之与子宫内膜图像轴向对应；获取根据调节后的ROI剪切线提取的子宫内膜3D图像。本发明还提供相应装置及超声设备。采用上述方法，医生在获取包括子宫内膜的子宫3D超声图像后，通过超声图像旋转使子宫内膜图像位于水平，再调整使剪切线轴向对应子宫内膜，从而自动获取子宫内膜的3D图像，大大节省了操作时间，简化的操作程序。

Description

一种超声成像方法、装置及其超声设备

技术领域

本发明涉及超声成像技术领域，具体的涉及一种超声成像方法、装置及其超声设备。

背景技术

传统的子宫内膜三维图像观察是医生通过手动调节图像获取的，由于个体差异比较大，尤其是产后妇女子宫内内膜还未完全恢复，子宫内膜线回声跟其他组织回声比较接近，医生很难分辨且调节出一个比较好的剪切线以适应子宫内膜边界线的形态。且旋转图像与调节剪切线相对耗时。

发明内容

本发明提供一种超声成像方法，用于对子宫内膜进行3D成像，所述方法包括：

获取包含子宫内膜的子宫3D超声图像；

提取子宫内膜部分图像；

旋转所述超声图像使得所述子宫内膜部分旋转至水平；

调节ROI剪切线使之与子宫内膜图像轴向对应；

获取根据调节后的ROI剪切线提取的子宫内膜3D图像。

本发明还提供一种超声成像装置，用于对子宫内膜进行3D成像，所述装置包括：第一获取单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元、第四计算单元；

所述第一获取单元，用于获取包含子宫内膜的子宫3D超声图像；

所述第一计算单元，用于提取所述子宫内膜部分图像；

所述第二计算单元，用于旋转所述超声图像使得所述超声图像中的子宫内膜部分旋转至水平；

所述第三计算单元，用于调节ROI剪切线使之与子宫内膜图像轴向对应；

所述第四计算单元，用于获取根据调节后的ROI剪切线提取的子宫内膜3D图像。

本发明还提供一种超声设备，所述超声设备包括如上所述的装置。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1、由于医生在获取包括子宫内膜的子宫3D超声图像后，通过提取子宫内膜部分图像，旋转超声图像使子宫内膜图像位于水平，再调整使剪切线轴向对应子宫内膜，从而自动获取子宫内膜的3D图像，大大节省了操作时间，简化的操作程序。

2、由于在所述提取子宫内膜图像之前还包括对所述子宫3D超声图像进行图像增强的步骤，从而能够更好的帮助提取子宫内膜图像。

3、由于在提取子宫内膜图像之前，增加了根据所接收的操作人员输入的信号，确定子宫内膜图像的大致范围的步骤，因此增加提取子宫内膜图像的准确性。

附图说明

图1为本发明一种实施例的超声成像方法的流程图；

图2为本发明另一种实施例的超声成像方法的流程图；

图3为本发明另一种实施例的超声成像方法的流程图；

图4为本发明一种实施例的超声成像装置的结构框图；

图5为本发明一种实施例的超声成像装置的结构框图；

图6为本发明另一种实施例的超声成像装置的结构框图。

图7为本发明的子宫3D成像图。

图8为本发明的3D图中其中一个切面(A或B)，在子宫内膜旋转前的示意图。

图9为本发明的3D图中其中一个切面(A或B)，在子宫内膜旋转后的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的说明书附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一、

S101，获取包含子宫内膜的子宫3D超声图像。

操作人员手拿探头，通过探头向待查人员的子宫部位发射超声波，且接收由子宫传回的超声波束，经过波束合成后发送给图像处理器，从而形成超声图像。

如图7所示，所述3D超声图像包括：A切面、B切面、C切面、3D图像。所述A、B、C切面分别为沿X轴、Y轴、Z轴的切面图像，其中A、B平面常用作子宫内膜观察平面。

所述子宫部位的超声图像从中心处向外依次包括：最中心处的空腔、包围空腔的内膜，内膜外有包膜，包膜外为组织、组织最外层是子宫壁。在判断子宫内是否有异常时，通常需要看子宫内膜的情况，而如果单单只看内膜的某一个切面可能很难发现里面的情况，因此通常需要子宫内膜的3D图像。

S102，提取子宫内膜部分图像。

首先需要在整个子宫超声图像中，将子宫内膜部分提取出来，具体可以包括如下方法：

首先利用Sobel算子对图像进行锐化处理，突出子宫内和子宫内膜边界线。

由于子宫内膜面积相对子宫而言比较小，可以剔除掉大而粗的子宫包膜边界线，只保留内部子宫内膜区域。对分割后的区域图像进行而二值化处理。然后对二值图像进行膨胀处理，使得图像边界连续。最后采用Canny算子获得内膜图像边缘，得到近似子宫的内膜线。

上述方法只是现有图像处理各种已知算法的组合，各种算法本身属于现有技术，不同组合可以实现某些图像处理的最终结果，由于各种算法已知，在此对各种算法不再赘述；应当说明的是，在本具体实施例中，只列明了其中的一种组合情况，只要能实现该功能的所有现有算法组合都落入本发明的保护范围。

S103，旋转所述超声图像使得所述超声图像中的子宫内膜部分旋转至水平。

在超声成像中，很多时候，子宫内膜是倾斜的(如图8所示)，剪切线无法调整那么大幅度.而且用户一般喜欢从上往下看，即视点方向垂直于内膜，因此需要将图像中的子宫内膜部分旋转至水平或者近似水平的位置(如图9所示)。

在3D成像中，实际上是通过旋转3D体数据模型来实现的。这时候A平面、B平面、C平面以及3D容积图像同时都会随之进行旋转。

在一些实施例中，所述旋转的实现可以通过提取一条与子宫内膜形态相近似的直线，计算该直线与图像水平线之间的夹角，使所述图像旋转所述角度。

主要是根据子宫位置(前位、中位、后位)来设计的。又一般是从探头扫查方向对子宫内膜进行观察，距离探头近的内膜边界在上面，距离探头远的内膜边界在下面进行观察。对于前位子宫，一般绕Z轴顺时针旋转，后位子宫，一般绕Z轴逆时针旋转。

所述提取直线的方法可以采用最小二乘法，所述算法属于现有技术，在此不再赘述。

S104，调节感兴趣(ROI)剪切线使之与子宫内膜图像轴向对应。

如图所示，由于子宫内膜本身可能有不同的弯曲度，因此需要进一步调节剪切线，使其正好与子宫内膜轴相对应。

ROI剪切线是由两条曲线拼接而成，两条曲线分别位于A和B平面内，当内膜是弯曲形状时，可以求取内膜的拐点，通过移动A平面和B平面内ROI剪切线中间控制点到拐点，即可实现ROI剪切线的调节。

当内膜是直线型或者接近直线型时，则可直接调整两条取样线的端点位于内膜轴线上即可。

S105，获取根据调节后的ROI剪切线提取的子宫内膜3D图像。

在调整好ROI剪切线后，使得A平面绕Z轴(垂直于屏幕)进行旋转，然后利用A、B平面ROI剪切线可组合成3D曲面。所述根据剪切线提取剪切部分3d图像的技术属于现有技术，在此不再赘述。

综上所述，通过上述方法，医生在获取包括子宫内膜的子宫3D超声图像后，通过提取子宫内膜部分图像，旋转超声图像使子宫内膜图像位于水平，再调整使剪切线轴向对应子宫内膜，从而自动获取子宫内膜的3D图像，大大节省了操作时间，简化的操作程序。

实施例二、

在另一些实施例中，为增强子宫内膜图像提取的准确性，在所述提取子宫内膜图像之前还包括对所述子宫3D超声图像进行图像增强的步骤，从而能够更好的帮助提取子宫内膜图像。

为了强调子宫内膜的两条边界线，将原来模糊的边界图像变得清晰、连续，并抑制不感兴趣的特征，我们采用图像增强的办法对子宫内膜进行处理，主要目的是去除噪声和增强边缘。

选取子宫3D视图中A平面作为参考平面，采用二维各向异性滤波对图像进行去噪，使得图像更加均匀。然后调整图像对比度使得内膜更容易观察：统计图像灰度值(剔除零数据)获取直方图，确定图像进行灰度拉伸的两个拐点；使用分段线性变换函数进行像素灰度值映射。

上述方法只是现有图像处理各种已知算法的组合，各种算法本身属于现有技术，不同组合可以实现某些图像处理的最终结果，由于各种算法已知，在此对各种算法不再赘述；应当说明的是，在本具体实施例中，只列明了其中的一种组合情况，只要能实现该功能的所有现有算法组合都落入本发明的保护范围。

则本发明所述的方法，整体可以包括如下步骤：

S201，获取包含子宫内膜的子宫3D超声图像。

S202，对所述子宫3D超声图像进行图像增强。

S203，提取子宫内膜部分图像。

S204，旋转所述超声图像使得所述超声图像中的子宫内膜部分旋转至水平。

S205，调节ROI剪切线使之与子宫内膜图像轴向对应。

S206，获取根据调节后的ROI剪切线提取的子宫内膜3D图像。

上述其它各方法步骤的详细描述可以参见实施例一、二，在此不再赘述。

实施例三、

在一些实施例中，为了增加提取子宫内膜图像的准确性，可以在执行步骤S102提取子宫内膜图像之前，可以根据所接收的操作人员输入的信号，确定子宫内膜图像的大致范围。比如：在肉眼能确定的子宫内膜所在区域内通过画点、线、框的方法将子宫内膜部分大致标识一下，从而提高了自动提取子宫内膜图像的准确性。即通过半自动化的方式，增加了内膜图像提取的准确性，也为后续的操作提高了准确性。则所述方法整体可以包括如下：

S301，获取包含子宫内膜的子宫3D超声图像。

S302，对所述子宫3D超声图像进行图像增强。

S303，根据所接收的操作人员输入的信号，确定子宫内膜图像的大致范围。

S304，提取子宫内膜部分图像。

S305，旋转所述超声图像使得所述超声图像中的子宫内膜部分旋转至水平。

S306，调节ROI剪切线使之与子宫内膜图像轴向对应。

S307，获取根据调节后的ROI剪切线提取的子宫内膜3D图像。

上述各方法的详细内容参见具体实施例一、二、三，在此不再赘述。

实施例四、

一种超声成像装置400，所述装置400包括：

第一获取单元401，用于获取包含子宫内膜的子宫3D超声图像。

第一计算单元402，用于提取子宫内膜部分图像。

第二计算单元403，用于旋转所述超声图像使得所述超声图像中的子宫内膜部分旋转至水平。

第三计算单元404，用于调节ROI剪切线使之与子宫内膜图像轴向对应。

第四计算单元405，用于获取根据调节后的ROI剪切线提取的子宫内膜3D图像。

在一些实施例中，所述装置400还包括：

第五计算单元406，用于对所述子宫3D超声图像进行图像增强。

在一些实施例中，所述装置400还包括：

第一控制单元407，用于根据所接收的操作人员输入的信号，确定子宫内膜图像的大致范围

上述各装置的工作过程参加具体实施例一至五，在此不再赘述。

实施例五、

本发明还提供一种超声设备，所述设备具有如实施例四所述的装置。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列动作的组合，但本领域的技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作的顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

最后，还需要说明的是，本领域技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或者部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成的，该程序可以存储于一计算机可读存储单元中。本发明所述的所有实施例中所述的存储单元包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或等等。

在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种超声成像方法，用于对子宫内膜进行3D成像，其特征在于，所述方法包括：

获取包含子宫内膜的子宫3D超声图像；

提取子宫内膜部分图像；

旋转所述超声图像使得所述子宫内膜部分图像旋转至水平；

调节ROI剪切线使之与子宫内膜图像轴向对应；

根据调节后的ROI剪切线提取的子宫内膜3D图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取子宫内膜部分图像包括：

对图像进行锐化处理，突出子宫内和子宫内膜边界线；

将内膜以内区域与周边区域相分割；

对分割后的子宫内膜区域图像进行二值化处理；

对二值化处理后的图像进行膨胀处理，使得图像边界连续；

采用Canny算子获得内膜图像边缘。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述提取子宫内膜图像之前还包括：对所述子宫3D超声图像进行图像增强。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述子宫3D超声图像进行图像增强包括：

对图像进行去噪，使得图像更加均匀；

调整图像对比度使得内膜更容易观察；

通过图像灰度值获取直方图，确定图像进行灰度拉伸的两个拐点；

使用分段线性变换函数进行像素灰度值映射。

5.根据权利要求1所述，其特征在于，所述提取子宫内膜图像之前还包括根据所接收的操作人员输入的信号，确定子宫内膜图像的大致范围。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋转超声图像使得所述图像中的子宫内膜部分旋转至水平包括：

提取一条与子宫内膜形态相近似的直线，计算该直线与图像水平线之间的夹角，使所述图像旋转所述角度。

7.一种超声成像装置，用于对子宫内膜进行3D成像，其特征在于，所述装置包括：第一获取单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元、第四计算单元；

所述第一获取单元，用于获取包含子宫内膜的子宫3D超声图像；

所述第一计算单元，用于提取所述子宫内膜部分图像；

所述第二计算单元，用于旋转所述超声图像使得所述超声图像中的子宫内膜部分旋转至水平；

所述第三计算单元，用于调节ROI剪切线使之与子宫内膜图像轴向对应；

所述第四计算单元，用于获取根据调节后的ROI剪切线提取的子宫内膜3D图像。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第五计算单元；

所述第五计算单元，用于对所述子宫3D超声图像进行图像增强。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第六计算单元；

所述第一控制单元，用于根据所接收的操作人员输入的信号，确定子宫内膜图像的大致范围。

10.一种超声设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求7-9任意一项所述的装置。