一种亚像素精度的快速三维超声心动图散斑跟踪方法技术

本发明专利技术涉及一种亚像素精度的快速三维超声心动图散斑跟踪方法，包括：由操作医师选取跟踪点，并进行块大小、搜索区域大小等初始参数的设定；隔帧(奇数帧)对参考块像素值进行校准后执行1/16亚像素精度的块匹配跟踪；通过样条插值计算获得偶数帧跟踪点坐标，并由计算机在3D超声心动图序列图像上自动标注心肌组织感兴趣区域。本发明专利技术实现了一种高精度的快速3D超声心动图散斑跟踪方法，且该方法具有良好的自适应特性和鲁棒性。本发明专利技术方法适用于旨在实现心脏功能精确评价和定量诊疗的3D STE成像技术。本发明专利技术方法的2D变体是一种亚像素精度的快速2D超声心动图散斑跟踪方法。快速2D超声心动图散斑跟踪方法。快速2D超声心动图散斑跟踪方法。

【技术实现步骤摘要】
一种亚像素精度的快速三维超声心动图散斑跟踪方法


[0001]本专利技术涉及一种三维(3D)超声心动图散斑跟踪方法，尤其涉及一种亚像素精度的快速3D超声心动图散斑跟踪方法，属于医学超声图像处理
，旨在实现心脏功能精确评价和定量诊疗的3D STE成像技术(3D Speckle TrackingEchocardiography)。

技术介绍

[0002]心力衰竭是冠心病、高血压、先天性心脏病、瓣膜性心脏病、心肌病等心血管疾病发展的最后阶段，是造成心血管疾病患者死亡的主要原因和临床治疗的最后战场，被认为是21世纪心血管界面临的最大挑战。对易患心力衰竭的高危人群，早期进行心脏功能的定量评价，及早识别心脏收缩与舒张功能异常并进行有效的干预，有利于预防和延缓心力衰竭的发生和发展，从而有助于延长心血管疾病患者的寿命和改善预后。散斑跟踪三维超声心动图(3D Speckle TrackingEchocardiography，3D STE)正是这样一种新兴的、旨在实现心脏功能精确评价和定量诊疗的超声成像技术，它通过对3D超声心动图散斑(Speckle)或散斑模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D超声心动图散斑跟踪的方法，其特征在于，设3D超声心动图序列图像由n帧图像组成，分别记作I
k
，k＝1,2,...,n，其中I
k
为3D超声心动图序列图像的第k帧图像，I1为初始帧，I
n
为末帧，I1,I3,...,I
n
为奇数帧及末帧构成的序列图像；将第t帧图像进行块匹配所使用的参考块记作R
t
，t＝1,3,5,...,n，第t帧图像进行块匹配所使用的、经像素值校准后的参考块记作将在第t帧图像上获得的最佳匹配块记作M
t
，将在第t帧图像上获得的跟踪点在成像系统3D图像空间中的位置记作r
t
(x
t
,y
t
,z
t
)，其中(x
t
,y
t
,z
t
)表示跟踪点在3D图像空间中的坐标，该方法的步骤如下：S1)在初始帧I1上手动选取跟踪点；在3D超声心动图序列图像的初始帧I1上手动选取跟踪点，该跟踪点在成像系统3D图像空间中的位置为r1(x1,y1,z1)；S2)设定初始参数；设定以各帧的跟踪点为中心的心肌组织感兴趣区域的大小n
x
×
n
y
×
n
z
，其中n
x
、n
y
、n
z
分别在成像系统3D图像空间中为沿x、y、z轴方向的大小；设定搜索区域大小；设定参考块像素值校准的因子m；令当前帧序号j＝1；设定初始参考块大小，以r
j
(x
j
,y
j
,z
j
)点为中心形成初始参考块R
j
；令R
j
是指在第j帧图像进行块匹配所使用的参考块，是指第j帧图像进行块匹配所使用的、经像素值校准后的参考块，M
j
是指在第j帧图像上获得的最佳匹配块；S3)参考块像素值校准；j增加2；令R
j
＝M
j
‑2；对参考块R
j
的像素值进行校准，得到第j帧图像进行块匹配所使用的、经像素值校准后的参考块S4)进行1/16亚像素精度的块匹配计算，获得当前帧跟踪点在成像系统3D图像空间中的位置的坐标r
j
(x
j
,y
j
,z
j
)；S5)若I
j
为末帧，则执行S6，否则执行S3；S6)计算偶数帧跟踪点在成像系统3D图像空间中的位置对奇数帧和末帧跟踪点在成像系统3D图像空间中的坐标，分别取其x轴、y轴、z轴坐标，通过三次样条插值计算偶数帧跟踪点在成像系统3D图像空间中的x轴、y轴、z轴坐标，获得偶数帧跟踪点在成像系统3D图像空间中的位置，进而得到所有帧跟踪点在成像系统3D图像空间中的位置；S7)形成并记录所有帧的心肌组织感兴趣区域以所有帧的跟踪点为中心，形成并记录各帧大小为n
x
×
n
y
×
n
z
的感兴趣区域，实现3D超声心动图的散斑跟踪。2.根据权利要求1所述的一种3D超声心动图散斑跟踪的方法，其特征在于，对参考...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丰荣，周晓彤，刘莹莹，边栋，邢跃林，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：