CN105738477A - 超声扫描的宽景成像方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声扫描的宽景成像方法及装置，其中，所述方法包括：通过对组织体表连续地扫描，间歇地获得至少两张三维超声图像，其中，每张三维超声图像的尺寸一致；将每一张三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像；根据获取三维超声图像的时间顺序，将对应的二维对比图像拼接为宽景图像。通过将三维超声图像压缩形成二维对比图像，可以有效的提高图像的对比度，抑制噪声，并且可以防止由于切面位置与组织走向之间不对齐导致的组织数据缺失。

Description

超声扫描的宽景成像方法及装置

技术领域

本发明提供了一种超声扫描的宽景成像方法及装置。

背景技术

传统的超声图像的获取范围取决于所用探头的扫查范围，往往不能一次性获取一个比较大范围的组织图像。因此，目前较大范围的组织图像的获取通常使用宽景成像技术。

但是，传统的宽景成像技术是利用超声探头在组织体表的滑动来获取图像数据，进而通过配准算法实现拼接，但是这个算法必须假定超声探头为平行于组织体表的走向滑动,然而，在实际应用中，由于手动操作的误差，探头可能会有任意方向上的位移，尽管这个位移可能较小，但是也会使得一部分的组织信号未能完整的呈现在采集的图像中，导致配准拼接出来的部分图像错位或丢失了部分组织信息。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，其目的之一在于提供一种精度更高的超声扫描的宽景成像方法及装置。

为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种超声扫描的宽景成像方法，所述方法包括：

通过对组织体表连续地扫描，间歇地获得至少两张三维超声图像，其中，每张三维超声图像的尺寸一致；将每一张三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像；根据获取三维超声图像的时间顺序，将对应的二维对比图像拼接为宽景图像。

作为本发明一实施例的进一步改进，“将每一张三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像”步骤具体包括：实时地将当前获得的三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像，并存储所述二维对比图像。

作为本发明一实施例的进一步改进，“根据获取三维超声图像的时间顺序，将对应的二维对比图像拼接为宽景图像”步骤具体包括：将存储时间上相邻的二维对比图像一一拼接，形成宽景图像。

作为本发明一实施例的进一步改进，所述拼接方法包括：提取两帧存储时间相邻的二维对比图像；比较第二帧二维对比图像和第一帧二维对比图像中相同特征的移动，以计算出第二帧二维对比图像相对第一帧二维对比图像的运动矢量；将第二帧的二维对比图像依据所述运动矢量通过几何变换合并到第一帧的二维对比图像中。

作为本发明一实施例的进一步改进，“对组织体表连续地扫描”步骤前，所述方法还包括：根据组织内部的走向设置扫描厚度，以在超声扫描的过程中，确保需检测的组织始终在所设的扫描厚度范围内。

为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种超声扫描的宽景成像装置，包括：超声探头模块，用于对需检测的组织体表进行连续的扫描，并间歇地获得至少两张三维超声图像，其中，每张三维超声图像的尺寸一致；第一图像处理模块，用于将每一张所述三维超声图像沿其图像厚度方向压缩形成二维对比图像；

作为本发明一实施例的进一步改进，所述装置还包括有存储模块，根据时间顺序依次获得三维超声图像后，所述第一图像处理模块实时地将当前获得的三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像，并将二维对比图像根据时间顺序依次存储于存储模块中。

作为本发明一实施例的进一步改进，所述第二图像处理模块用于将存储时间上相邻的二维对比图像一一拼接，形成宽景图像。

作为本发明一实施例的进一步改进，所述第二图像处理模块用于：

提取两帧存储时间相邻的二维对比图像；比较第二帧二维对比图像和第一帧二维对比图像中相同特征的移动以计算出第二帧的二维对比图像相对第一帧二维对比图像的运动矢量；将第二帧的二维对比图像依据所述运动矢量通过几何变换合并到第一帧的二维对比图像中。

作为本发明一实施例的进一步改进，所述超声探头模块根据组织内部的走向设置扫描厚度，以在超声扫描过程中，确保需检测的组织始终在所述扫描厚度范围内。

本发明的有益效果：通过将具有一定厚度的三维超声数据合成一张三维对比图像，可以有效的提高图像的对比度，抑制噪声，并且可以防止由于扫描位置与组织走向之间不对齐导致的组织数据缺失。

附图说明

图1为本发明一实施例中超声扫描宽景成像方法的流程图；

图2为本发明另一实施例中超声扫描宽景成像方法的流程图；

图3为本发明一实施例中超声扫描宽景成像装置的模块图；

图4为本发明另一实施例中超声扫描宽景成像装置的模块图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施例对本发明进行详细描述。但这些实施例并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

根据图1所示，所述超声扫描的宽景成像方法包括：

S1：通过对组织体表连续地扫描，间歇地获得至少两张三维超声图像，其中，每张三维超声图像的尺寸一致；

S2：将每一张三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像；

S3：根据获取三维超声图像的时间顺序，将对应的二维对比图像拼接为宽景图像。

一般的，S1步骤中，在组织体表处进行扫查时，一次性只能获得一张三维超声图像，因此，只能间歇的获得三维超声图像。S2步骤中，需要实时地将当前获得的三维超声图像进行压缩，而并非三维超声图像全部形成后再对其进行集体压缩。对每一三维超声图像进行压缩后即可进行存储，并将存储时间上相邻的二维对比图像一一拼接，形成宽景图像。

进一步的，如图2所示，所述拼接方法具体包括：

S31：提取两帧存储时间相邻的二维对比图像；

S32：比较第二帧二维对比图像和第一帧二维对比图像中相同特征的移动，以计算出第二帧二维对比图像相对第一帧二维对比图像的运动矢量；

S33：将第二帧的二维对比图像依据所述运动矢量通过几何变换合并到第一帧的二维对比图像中。

当然，S33步骤中，所述几何变换包括平移或旋转，第一帧二维对比图像和第二帧二维对比图像中相同的特征即可重叠在一起，则第一帧二维对比图像和第二帧二维对比图像即合成为一张宽景图像。相应的，也可将多帧二维对比图像利用上述方法连续拼接合成，最后成为一张该组织整体的宽景图像。

S2步骤中，将一张有厚度的三维超声图像压缩形成一帧二维对比图像，可有效提高图像的对比度并抑制噪声，具体的合成方法有多种。例如：取中值法，扫描需检测组织，形成一张三维超声图像，在此三维超声图像中，沿其厚度方向，将三维数据累计后取平均值。

当然，S1步骤中，对组织体表进行超声扫描时，不能即刻获得三维超声图像，而是包括：

S11：进行超声扫描，获得该扫描区域的三维超声数据；

S12：再对三维超声数据进行三维重组，形成该扫描区域的三维超声图像。

另外，在S1步骤之前，需要根据组织的走向、组织的类型提前来确定扫描厚度，所述扫描厚度即为所述三维超声图像的厚度。即，当组织较薄时，相应的扫描厚度也较薄，组织较厚时，相应的扫描厚度也较厚。通常情况下，扫描厚度需要达到5mm至10mm。当然，在扫描过程中，需要确保需检测组织始终在扫描厚度范围内。

如图3所示，在本申请一实施例中，所述超声扫描的宽景成像装置包括：

超声探头模块10，用于对需检测的组织体表处进行连续的扫描，并间歇地获得至少两张三维超声图像，其中，每张三维超声图像的尺寸一致；

第一图像处理模块20，用于将每一张三维超声图像沿图像厚度方向压缩形成二维对比图像；

第二图像处理模块30，用于根据获取三维超声图像的时间顺序，将对应的二维对比图像拼接成宽景图像。

当然，超声探头模块10在组织体表处进行扫查时，一次性只能获得一张三维超声图像，移动超声探头模块10连续扫查，因此，只能间歇的获得三维超声图像。如图4所示，所述超声扫描的宽景成像装置必须包括有存储模块40，用于存储二维对比图像；获得所述三维超声图像后，第一图像处理模块20实时地将当前获得的三维超声图像沿图像厚度方向压缩形成二维对比图像，并且将二维对比图像根据时间顺序依次存储于存储模块40中。即，实时地对每一张三维超声图像进行压缩，而并非三维超声图像全部形成后再对其进行集体压缩。

所述第二图像处理模块30用于将存储时间上相邻的二维对比图像一一拼接为宽景图像。具体的，所述第二图像处理模块30用于：

提取两帧存储时间相邻的二维对比图像；

比较第二帧二维对比图像和第一帧二维对比图像中相同特征的移动，以计算出第二帧二维对比图像相比第一帧二维对比图像的运动矢量；

将第二帧的二维对比图像依据所述运动矢量通过几何变换合并到第一帧二维对比图像中。

当然，所述几何变换包括平移或旋转，通过几何变换将相邻两帧二维对比图像中的相同特征重叠至一起，则即可将该两帧二维对比图像合成为一张宽景图像。相应的，依次提取存储模块40中的其他二维对比图像，即可将多帧二维对比图像利用上述方法连续拼接合成，最后合成为一张该组织整体的宽景图像。

所述第一图像处理模块20用于处理三维超声图像，即将一帧有厚度的三维超声图像压缩形成一张二维的对比图像，可有效提高图像的对比度并抑制噪声，具体的合成方法有多种。例如：取中值法，扫描需检测组织，形成一张三围超声图像，在此超声三维图像中，沿其厚度方向，将三维数据累计后取平均值。

如图4所示，所述超声探头模块10包括有扫描单元11及数据处理单元12，扫描单元11对组织体表进行超声扫描，并获得被扫描区域的三维超声数据；然后，数据处理单元12对三维超声数据进行三维重组，并最终形成该扫描区域的三维超声图像。

另外，在超声扫描之前需要确定超声探头10的扫描厚度，所述扫描厚度需要根据组织的走向、组织的类型来提前确定。所述扫描厚度即为所述三维超声图像的厚度。即，当组织较薄时，相应的扫描厚度也较薄，组织较厚时，相应的扫描厚度也较厚。通常情况下，扫描厚度需要达到5mm至10mm。当然，在超声探头模块10的扫描过程中，需要确保需检测组织保持在所设的扫描厚度范围内。

因此，将三维超声图像压缩形成二维对比图像可以有效的提高图像的对比度，抑制噪声。并且，由于三维超声图像具有一定的厚度，则可以弥补由于超声探头模块10在扫查时扫描的位置与组织的实际位置不对其导致的组织数据缺失。本发明所提供的超声扫描的宽景成像方法及装置，可有效的抑制图片成像的噪声，提高容错率，使得最后的宽景图像更精密，更具有参考价值。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置，装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的装置，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以2个或2个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置（可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等）或处理器（processor）执行本发明各个实施方式所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（RandomAccessMemory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种超声扫描的宽景成像方法，其特征在于：所述方法包括：

通过对组织体表连续地扫描，间歇地获得至少两张三维超声图像，其中，每张三维超声图像的尺寸一致；

将每一张三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像；

根据获取三维超声图像的时间顺序，将对应的二维对比图像拼接为宽景图像。

2.根据权利要求1所述的超声扫描的宽景成像方法，其特征在于：“将每一张三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像”步骤具体包括：

实时地将当前获得的三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像，并存储所述二维对比图像。

3.根据权利要求2所述的超声扫描的宽景成像方法，其特征在于：“根据获取三维超声图像的时间顺序，将对应的二维对比图像拼接为宽景图像”步骤具体包括：

将存储时间上相邻的二维对比图像一一拼接，形成宽景图像。

4.根据权利要求3所述的超声扫描的宽景成像方法，其特征在于：所述拼接方法包括：

提取两帧存储时间相邻的二维对比图像；

比较第二帧二维对比图像和第一帧二维对比图像中相同特征的移动，以计算出第二帧二维对比图像相对第一帧二维对比图像的运动矢量；

将第二帧的二维对比图像依据所述运动矢量通过几何变换合并到第一帧的二维对比图像中。

5.根据权利要求1所述的超声扫描的宽景成像方法，其特征在于：“对组织体表连续地扫描”步骤前，所述方法还包括：

根据组织内部的走向设置扫描厚度，以在超声扫描的过程中，确保需检测的组织始终在所设的扫描厚度范围内。

6.一种超声扫描的宽景成像装置，其特征在于：包括：

超声探头模块，用于对需检测的组织体表进行连续的扫描，并间歇地获得至少两张三维超声图像，其中，每张三维超声图像的尺寸一致；

第一图像处理模块，用于将每一张所述三维超声图像沿其图像厚度方向压缩形成二维对比图像；

第二图像处理模块，用于根据获取三维超声图像的时间顺序，将对应的二维对比图像拼接成宽景图像。

7.根据权利要求6所述的超声扫描的宽景成像装置，其特征在于：所述装置还包括有存储模块，所述第一图像处理模块具体用于：

根据时间顺序依次获得三维超声图像后，所述第一图像处理模块实时地将当前获得的三维超声图像沿图像厚度方向压缩成二维对比图像，并将二维对比图像根据时间顺序依次存储于所述存储模块中。

8.根据权利要求7所述的超声扫描的宽景成像装置，其特征在于：所述第二图像处理模块用于：

将所述存储模块内存储时间上相邻的二维对比图像一一拼接，形成宽景图像。

9.根据权利要求8所述的超声扫描的宽景成像装置，其特征在于：所述第二图像处理模块用于：

提取两帧存储时间相邻的二维对比图像；

比较第二帧二维对比图像和第一帧二维对比图像中相同特征的移动以计算出第二帧的二维对比图像相对第一帧二维对比图像的运动矢量；

将第二帧的二维对比图像依据所述运动矢量通过几何变换合并到第一帧的二维对比图像中。

10.根据权利要求6所述的超声扫描的宽景成像装置，其特征在于：所述超声探头模块还用于：

根据组织内部的走向设置扫描厚度，以在超声扫描过程中，确保需检测的组织始终在所述扫描厚度范围内。