心腔内三维超声成像优化系统及优化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115998338A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211722011.1(22)申请日2022.12.30(71)申请人西安华峰医疗科技有限公司地址710000陕西省西安市高新区科技路27号E阳国际1307-1(72)发明人田洁李怡慧(74)专利代理机构天津市君砚知识产权代理有限公司12239专利代理师刘雅爽(51)Int.Cl.A61B8/08(2006.01)A61B8/00(2006.01)G06T17/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称心腔内三维超声成像优化系统及优化方法(57)摘要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。CN115998338ACN115998338A权利要求书1/2页1.一种心腔内三维超声成像优化方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的心腔内三维超声成像优化方法，其特征在于，所述对多个超声图像数据按照平面角度进行校准优化，包括如下步骤：S301、将采集到的多个二维超声图像数据，按照采集角度排列成二维超声图像数据集；S302、选取任一角度的二维超声图像数据作为校准的初始平面θi；S303、以校准的初始平面为垂直方向建立直角坐标系，将相邻的下一角度二维超声图像数据θi‑1，投影到初始平面上，对相邻的下一角度二维超声图像数据θi‑1进行校准；S304以校准后的二维超声图像数据θi‑1作为新的初始平面，继续建立直角坐标系，对相邻的下一角度二维超声图像数据θi‑2进行校准，重复迭代S303直至完成二维超声图像数据集中所有角度的二维超声图像数据的校准。3.根据权利要求2所述的心腔内三维超声成像优化方法，其特征在于，所述对多个二维超声图像数据按照采集的平面角度进行校准优化还包括：对下一角度二维超声图像数据θi‑1进行校准时，以θi为基准，将θi‑1进行偏移，每次偏移角度设置为Δθ，根据如下公式：将偏移的平面投影到垂直面θi上，记为提取其与θi的指纹数据差异值；将θi‑1及其所有偏移平面的指纹数据差异值与θi的指纹数据差异值进行对比，得到差异最小的平面，记为θ′i‑1，将θ′i‑1作为校准后的θi‑1。4.根据权利要求3所述的心腔内三维超声成像优化方法，其特征在于，所述指纹数据差异值采用如下公式计算得出：Fx‑y＝AHAx‑y‑10×SSIM(x,y)其中，AHAx‑y为相比较的两幅图像的均值哈希值，SSIM(x,y)为相比较的两幅图像的SSIM函数值。5.根据权利要求4所述的心腔内三维超声成像优化方法，其特征在于，计算指纹数据差异值中的均值哈希值时，包括以下步骤：将相比较的两幅图像缩小至8*8的尺寸，使每一副图像包含64个像素；将缩小尺寸后的两幅图像转为64灰度级的灰度图像，使每副图像所有像素点共有64种颜色；计算两幅灰度图像的灰度平均值，将两幅灰度图像的每个像素的灰度值均与该图像的灰度平均值进行比较，将大于或等于灰度平均值的像素记为1，小于灰度平均值的像素记为0，将两幅灰度图像的像素值分别记录为二进制数；计算两个二进制数的汉明距离作为两幅图像的哈希值。2CN115998338A权利要求书2/2页6.根据权利要求4所述的心腔内三维超声成像优化方法，其特征在于，计算相比较的两幅图像的SSIM函数值采用如下公式计算：SSIM(x,y)＝f(l(x,y),c(x,y),s(x,y))＝[l(x,y)]α[c(x,y)]β[s(x,y)]γ其中，α为亮度对比函数l(x,y)；β为对比度对比函数c(x,y)的权重；γ为结构对比函数s(x,y)的权重，且α、β、γ>0。7.一种心腔内三维超声成像优化系统，其特征在于，用于实施上述权利要求1‑6中任意一项所述的心腔内三维超声成像优化方法，包括信号接收模块，处理模块，图像处理模块；所述