基于块匹配的超声弹性成像的研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caojiangtao007
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生物组织的弹性(或硬度)与病灶的生物学特性紧密相关,对于疾病的诊断具有重要的参考价值,是诊断早期的重要依据。而对于这些根据组织硬度来预先诊断的这类疾病的检测,临床上用的比较多的还是延续了千百年的传统方法-----触诊。然而,触诊有较大的局限性,很大程度上依赖于大夫的主观经验,并且它得到的只是一个定性的信息,所以不同的人或同一人在不同时期的诊断结果不能比较。其次,当损害太小过病灶埋藏太深,这种方法就无能为力了。[1]目前常规的影像设备,包括超声成像(ultrasound),磁共振成像(MRI),计算机断层扫描(CT)等都不能提供弹性这一组织的基本力学属性信息。因此,超   声弹性成像(ultrasounic elastography, UE)自1991年被Ophir[2]等人提出来后,得到了临床的广泛关注和迅猛发展,已成为医学超声的一个研究热点。[3]超声弹性成像实现的技术有很多种,根据对组织施加激励的不同可以分为内部方法和外部方法。外部方法即在皮肤表面对组织施加压力。内部方法则是靠体内固有的激励(如心脏血管的搏动)。根据激励在时间上的特点,可以把弹性成像方法分为静态/准静态方法和动态方法。   在静态方法的实现过程中,互相关法和块匹配法是比较常用的位移估计算法。然而,当组织应变较大时,组织横向和垂直方向位移,信号形变会使信号发生去相关,严重影响位移估计的正确率以及应变图像的质量,传统的互相关和块匹配算法得到的结果图像噪声严重,难以反映组织力学属性。为了抑制组织信号压缩时横向位移引起的去相关,提高匹配的精度,提高应变图像质量,本文首先对超声RF信号进行纵向拉伸,一定程度上提高了信号在纵向上的去相关程度,其次,在基础的块匹配的算法上对其做了改进,利用全搜索算法做了两次重复计算,其基本思想是,第一次利用全局搜索方法后利用线性回归求出信号在纵向,横向的拉伸系数和平移系数,之后再利用者3个系数进行局部重叠的运动补偿求整体图像的位移向量,这样做不仅再纵向将信号进一步地匹配,还弥补了互相关算法不能再横向上对信号进行拉伸补偿的不足,得到的位移图像更加精确,避免了马赛克效应,求位移时本文采用SG-Ⅰ滤波器进行平滑滤波,SG-Ⅰ差分滤波可以一定程度上消除位移向量中的噪声干扰,平滑位移图得到更高质量的位移图像。最后再用SG滤波和差分的方法两个相迭代相加的办法估计出组织的应变,相比于之前的块匹配的出的应变图,其图像应变部位更加突出,应变分布层次更加分明,并消除了SG-Ⅰ差分滤波带来的图像上下边缘卷折的影响。
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