用于校正脂肪引起的像差的方法和系统技术方案

一种用于校正超声成像中的脂肪引起的像差的方法，包括：将感兴趣区域的热声吸收图像分割成至少一个脂肪区域和至少一个非脂肪区域，通过基于该区域的组织类型向每个区域分配声速来创建声速图，使用所分配的声速来校正分割的热声吸收图像中的像差由此生成校正的热声图像，以及使用校正的热声图像和声速图来校正感兴趣区域的超声图像。

Methods and systems for correcting aberrations caused by fat

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于校正脂肪引起的像差的方法和系统领域本申请涉及用于校正超声成像中的脂肪引起的像差的方法和系统。背景超声成像使用频率高于人类听觉频率(>20000Hz)的声波。这些声波使用探针脉动进入组织。声波从组织发出回波，其中不同的组织反射不同程度的声音。这些回波通过信号处理分析，并使用临床超声重建算法进一步处理，以重建超声图像以进行呈现和供操作者解释。使用超声成像可以重建许多不同类型的图像。一种这样的类型是显示组织的二维横截面的声阻抗的B型图像(B-modeimage)。超声成像重建需要知道成像介质中的声速。尽管软组织中的声速从脂肪中的1450m/s到肝脏中的1590m/s，但是临床超声重建算法假定均匀的声速为1540m/s，这是对于人体模型的加权平均值。成像介质的感兴趣区域内的声速的空间变化以及假定值与实际值之间的差异导致对于发送的声波和反射回波所产生的相位和折射误差或像差。这些像差带来重建图像中的对比度和分辨率损失，以及在特征定位中引入失真、伪像和误差。图1中示出了示例性超声成像系统。可以看出，超声成像系统包括将声波发射到感兴趣区域(ROI)的超声换能器阵列10，在这种情况下，组织包括非脂肪区域12和16以及脂肪区域14。由于声波从非脂肪区域12行进到脂肪区域14再到非脂肪区域16，因此声波被折射θr的角度。结果，感兴趣区域ROI内的结构的位置P出现在移位位置P'处。结构的实际位置和视在位置(apparentposition)之间的差异可能高达几毫米，并且显著影响超声图像的分辨率。如果脂肪区域14的厚度已知，则可以校正结构位置的偏移。然而，在肥胖患者中，脂肪区域的厚度可能相当大地变化，从而导致模糊图像。已经开发了许多方法和技术来校正由于空间变化的声速引起的超声成像中的脂肪引起的像差。在一些常用方法中，使用算法通过分析来自已知引导星或信标的到达相位变化来推断沿给定方向的平均超声相位失真。然而，这些方法计算密集，需要多次迭代，并且不总是准确的。在其它常见方法中，依赖于使用各种成像模式(诸如例如超声成像、X射线计算机断层扫描或磁共振成像)获得的临床信息来确定脂肪层的边界和厚度。这些方法不是使用均匀的声速，而是使用两个或更多个值来表示每层内的声速。这些方法需要访问昂贵的成像模式，并受限于划定肥胖患者中的脂肪层的边界的能力。还采用了其他方法。例如，Vortman等人的美国专利第6,705,994号公开了使用包括多个(apluralityof)超声换能器元件的超声探头对身体中的感兴趣部位成像的方法。该方法包括获得超声探头与感兴趣部位之间的通过区的超声图像。该图像包括感兴趣部位和感兴趣部位与超声探头之间的通过区中的多个组织区域。通过区中的选择的组织区域的边界由图像确定。然后部分地基于选择的组织区域中的声速而不是身体组织和选择的组织区域的边界的平均声速来为每个超声换能器元件计算聚焦延迟时间。使用选择的组织区域中的声速。在实施例中，考虑折射。利用所计算的延迟时间进行感兴趣部位的超声成像。如果存在的话，选择脂肪和骨组织区域。其他组织区域也可以被选择。组织区域的边界可以通过分割来确定。从而补偿了组织不均匀性，提高了图像对比度分辨率。作为另一个示例，Napolitano等人的美国专利第8,784,318号公开了一种配备有图像数据处理单元的超声扫描仪，该图像数据处理单元可以在图像形成和处理期间执行自适应参数优化。在实施例中，超声系统包括：通道数据存储器，用于存储通过数字化由图像扫描产生的超声图像数据而获得的通道数据；图像数据处理器，被配置为处理存储器中存储的通道数据，以重建对于待优化的至少一个参数的多个试验值中的每个的超声图像；以及参数优化单元，被配置为针对至少一个参数的每个试验值评估重建的超声图像的图像质量，并且基于评估的图像质量来确定至少一个参数的优化值。尽管已经考虑了用于校正超声成像中的脂肪引起的像差的技术，但是期望改进。因此，至少存在提供一种用于校正超声成像中的脂肪引起的像差的新颖的方法和系统的目标。概述因此，在一个方面中，提供了一种用于校正超声成像中的脂肪引起的像差的方法，该方法包括将感兴趣区域的热声吸收图像分割成至少一个脂肪区域和至少一个非脂肪区域，通过基于区域的组织类型向每个区域分配声速来创建声速图，使用分配的声速来校正分割的热声吸收图像中的像差从而生成校正的热声图像，以及使用校正的热声图像和声速图来校正该感兴趣区域的超声图像。在实施例中，该方法还包括获得感兴趣区域的热声图像数据，并使用热声图像数据重建热声吸收图像。该方法还包括获得感兴趣区域的超声图像数据并使用超声图像数据重建超声图像。在实施例中，分割还包括确定阈值强度值，将热声吸收图像内的具有高于阈值强度的阈值的像素分类为至少一个非脂肪区域的一部分，以及将热声吸收图像内的具有低于阈值强度的阈值的像素分类为至少一个脂肪区域的一部分。根据另一方面，提供了一种系统，包括：热声成像系统，其被配置为捕获感兴趣区域的热声图像；超声成像系统，其被配置为捕获感兴趣区域的超声图像；以及处理单元，其通信地耦合到热声成像系统和超声成像系统，该处理单元被配置为处理从热声成像系统接收的热声图像数据，以生成感兴趣区域的热声吸收图像，将热声吸收图像分割成至少一个脂肪区域和至少一个非脂肪区域，通过基于区域的组织类型向每个区域分配声速来创建声速图，使用分配的声速校正分割的热声吸收图像中的像差，由此生成校正的热声图像，并且使用校正的热声图像和声速图来校正由超声成像系统捕获的感兴趣区域的超声图像。根据另一方面，提供了一种其上存储有包括计算机程序代码的计算机程序的非暂时性计算机可读介质，该计算机程序代码可由计算机执行以执行一种方法，该方法包括将感兴趣区域的热声吸收图像分割成至少一个脂肪区域和至少一个非脂肪区域，通过基于区域的组织类型向每个区域分配声速来创建声速图，使用所分配的声速校正分割的热声吸收图像中的像差从而生成校正的热声图像，以及使用校正的热声图像和声速图来校正感兴趣区域的超声图像。根据另一方面，提供了一种系统，其包括热声成像系统、超声成像系统和处理单元，该处理单元被配置为处理从热声成像系统接收的热声图像数据以生成热声吸收图像，识别热声吸收图像内的至少一个脂肪区域和至少一个非脂肪区域，生成对于脂肪区域和非脂肪区域的声速图并且生成校正的热声吸收图像，并且使用声速图和校正的热声吸收图像处理从超声成像系统接收的超声图像数据以生成校正的超声图像。根据另一方面，提供了一种用于校正超声成像中的脂肪引起的像差的方法，该方法包括将热声吸收图像分割成至少一个脂肪区域和至少一个非脂肪区域，通过基于区域的组织类型向每个区域分配声速来创建声速图，使用声速图校正分割的热声吸收图像中的像差从而生成校正的热声图像，以及使用校正的热声图像和声速图调整超声成像系统的参数来校正脂肪引起的像差。附图简述现在将参考附图更充分地描述本专利技术的实施例，其中：图1是现有技术的超声成像系统的示意图；图2是根据主题申请的成像系统的示意图；图3是示出了校正超声图像中的脂肪引起的像差的方法的流程图；图4A是感兴趣区域的图像；图4B是图4A中所示的感兴趣区域的热声吸收图像；和图4C是图4A中所示的感兴趣区域的分割的热声吸收图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于校正超声成像中的脂肪引起的像差的方法，所述方法包括：将感兴趣区域的热声吸收图像分割成至少一个脂肪区域和至少一个非脂肪区域；通过基于所述区域的组织类型向每个区域分配声速来创建声速图；使用分配的声速来校正分割的热声吸收图像中的像差，由此生成校正的热声图像；和使用所述校正的热声图像和所述声速图来校正所述感兴趣区域的超声图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.31 US 62/199,3551.一种用于校正超声成像中的脂肪引起的像差的方法，所述方法包括：将感兴趣区域的热声吸收图像分割成至少一个脂肪区域和至少一个非脂肪区域；通过基于所述区域的组织类型向每个区域分配声速来创建声速图；使用分配的声速来校正分割的热声吸收图像中的像差，由此生成校正的热声图像；和使用所述校正的热声图像和所述声速图来校正所述感兴趣区域的超声图像。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：获得所述感兴趣区域的热声图像数据；和使用所述热声图像数据重建所述热声吸收图像。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：获得所述感兴趣区域的超声图像数据，并使用所述超声图像数据重建所述超声图像。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述分割包括：确定阈值强度值；将所述热声吸收图像内的具有高于所述阈值强度的阈值的像素分类为所述至少一个非脂肪区域的一部分；和将所述热声吸收图像内的具有低于所述阈值强度的阈值的像素分类为所述至少一个脂肪区域的一部分。5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述阈值强度值包括使用所述强度值的平均强度值和标准偏差来计算所述阈值强度值。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分割包括：经由耦合到所述处理结构的输入设备接收用户输入，所述用户输入识别所述至少一个脂肪区域和所述至少一个非脂肪区域。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，向每个区域分配声速包括在查找表中查找所述声速。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括配准所述校正的热声图像和所述超声图像的坐标系。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述配准包括将所述校正的热声图像的坐标与所述超声图像的坐标进行映射。10.一种系统，包括：热声成像系统，其被配置为捕获感兴趣区域的热声图像；超声成像系统，其被配置为捕获所述感兴趣区域的超声图像；和处理单元，其通信地耦合到所述热声成像系统和所述超声成像系统，所述处理单元被配置为：处理从所述热声成像系统接收的热声图像数据以生成所述感兴趣区域的热声吸收图像；将所述热声吸收图像分割成至少一个脂肪区域和至少一个非脂肪区域；通过基于所述区域的组织类型向每个区域分配声速来创建声速图；使用分配的声速来校正分割的热声吸收图像中的像差，从而生成校正的热声图像；和使用所述校正的热声图像和所述声速图来校正由所述超声成像系统捕获的所述感兴趣区域的超声图像。11.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述分割期间，所述处理单元被配置为：确定阈值强度值；将所述热声吸收图像内的具有高于所述阈值强度的阈值的像素分类为所述至少一个非脂肪区域的一部分；和将所述热声吸收图像内的具有低于所述阈值强度的阈值的像素分类为所述至少一个脂肪区域的一部分。12.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·M·桑顿，凯·托梅纽斯，阿加皮·莫多瓦纳吉斯，
申请(专利权)人：安德拉有限公司，迈克尔·M·桑顿，
类型：发明
国别省市：美国,US