加速與強(qiáng)化聲波散射影像可視化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有關(guān)一種成像方法及系統(tǒng)，特別是一種加速與強(qiáng)化聲波散射訊號(hào)的成 像方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] B-mode為灰階超音波影像為臨床常用的影像模式。然而，當(dāng)超音波入射波長(zhǎng)遠(yuǎn)大 于組織內(nèi)部散射子的直徑時(shí)，會(huì)發(fā)生超音波的散射現(xiàn)象，而逆散射訊號(hào)會(huì)在B-mode影像中 出現(xiàn)隨機(jī)的斑紋（speckle)，其降低了超音波影像的對(duì)比度與分辨率。雖然，影像處理技術(shù) 諸如濾除或是平滑化可以降低斑紋存在，但會(huì)使得細(xì)微結(jié)構(gòu)信息喪失，較難反映組織特性。
[0003] 分析逆散射訊號(hào)的機(jī)率分布模式，可歸納出訊號(hào)機(jī)率與組織特性之間的對(duì)應(yīng)性與 規(guī)則性，以獲得射散子性質(zhì)細(xì)微變化的線索，因此能反映組織特性，有利于病變組織的早期 檢測(cè)。在2000年時(shí)Shanker教授提出以Nakagami統(tǒng)計(jì)模型的Nakagami參數(shù)來(lái)分析超音 波逆散射訊號(hào)，以評(píng)估組織內(nèi)部散射子分布和結(jié)構(gòu)排列情形。然而研究卻發(fā)現(xiàn)此技術(shù)對(duì)于 越均質(zhì)（homogeneous)組織，其影像分辨率卻越差，仍有可能造成診斷解讀誤差。
[0004] 因此，業(yè)界需要一種有效且快速的聲波散射訊號(hào)的成像方法及系統(tǒng)，增進(jìn)均質(zhì)組 織之影像分辨率，避免解讀誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種聲波散射訊號(hào)的成像方法及系統(tǒng)。聲波散射訊號(hào)的成像 方法及系統(tǒng)可以增進(jìn)均質(zhì)組織的分辨率，反映組織特性，輔助醫(yī)師診斷評(píng)估。同時(shí)，本發(fā)明 結(jié)合內(nèi)插法（interpolation),不但可以維持運(yùn)算準(zhǔn)確率，還可節(jié)省運(yùn)算時(shí)間。若再結(jié)合不 同的權(quán)重平均技術(shù)，還可強(qiáng)化影像分辨率和平滑度，更可提升影像質(zhì)量，提高醫(yī)師診斷準(zhǔn)確 率。
[0006] 本發(fā)明所提供的一種聲波散射訊號(hào)的成像方法包含：取得一超音波影像訊號(hào)，超 音波影像訊號(hào)包含數(shù)個(gè)超音波訊號(hào)點(diǎn)，每一超音波訊號(hào)點(diǎn)具有一數(shù)值；以一第一超音波訊 號(hào)點(diǎn)為中心，統(tǒng)計(jì)一第一計(jì)算范圍內(nèi)超音波訊號(hào)點(diǎn)的數(shù)值，取得第一原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值a lXl， 將第一超音波訊號(hào)點(diǎn)間隔一點(diǎn)距離得到一第二超音波訊號(hào)點(diǎn)，以第二超音波訊號(hào)點(diǎn)為中 心，統(tǒng)計(jì)第一計(jì)算范圍內(nèi)超音波訊號(hào)點(diǎn)的數(shù)值，取得第二原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值a 2Xl ;重復(fù)前述規(guī) 貝1J，間隔點(diǎn)距離得到一第η超音波訊號(hào)點(diǎn)，以第η超音波訊號(hào)點(diǎn)為中心，統(tǒng)計(jì)第一計(jì)算范圍 內(nèi)超音波訊號(hào)點(diǎn)的數(shù)值，取得第η原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值a nXl，直到取得所有超音波訊號(hào)點(diǎn)的原始 統(tǒng)計(jì)參數(shù)值；加總該些原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值alXl，a 2Xl，…anXl，再平均，取得一第一統(tǒng)計(jì)參數(shù)；重 復(fù)前述規(guī)則，調(diào)整復(fù)數(shù)個(gè)計(jì)算范圍，以不同大小的一第二計(jì)算范圍至一第m計(jì)算范圍應(yīng)用 于前述步驟，取得一第二統(tǒng)計(jì)參數(shù)至一第m統(tǒng)計(jì)參數(shù)；根據(jù)該些統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算出一第一權(quán) 重值至一第m權(quán)重值，其中這些權(quán)重值為一聲波散射統(tǒng)計(jì)的加權(quán)百分率；將每一權(quán)重值分 別乘以這些統(tǒng)計(jì)參數(shù)中對(duì)應(yīng)第一超音波訊號(hào)點(diǎn)的那些原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值，再加總，取得第一 超音波訊號(hào)點(diǎn)的一聲波散射數(shù)值；重復(fù)前述規(guī)則，取得第二超音波訊號(hào)點(diǎn)至第η超音波訊 號(hào)點(diǎn)的聲波散射數(shù)值；以及根據(jù)上述聲波散射數(shù)值的數(shù)組，取得一聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖，η 和m分別為正整數(shù)。
[0007] 本發(fā)明所提供的一種聲波散射訊號(hào)之成像系統(tǒng)包含：一超音波影像擷取裝置，用 來(lái)取得一超音波影像訊號(hào)，該超音波影像訊號(hào)包含數(shù)個(gè)超音波訊號(hào)點(diǎn)，每一該超音波訊號(hào) 點(diǎn)具有一數(shù)值；一處理單元，連接超音波影像擷取裝置，用于進(jìn)行該超音波影像訊號(hào)處理， 首先，以一第一超音波訊號(hào)點(diǎn)為中心，統(tǒng)計(jì)一第一計(jì)算范圍內(nèi)超音波訊號(hào)點(diǎn)的數(shù)值，取得第 一原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值a lXl ;然后，將第一超音波訊號(hào)點(diǎn)間隔一點(diǎn)距離得到一第二超音波訊號(hào) 點(diǎn)，以第二超音波訊號(hào)點(diǎn)為中心，統(tǒng)計(jì)第一計(jì)算范圍內(nèi)超音波訊號(hào)點(diǎn)的數(shù)值，取得第二原始 統(tǒng)計(jì)參數(shù)值a 2Xl ;重復(fù)前述規(guī)則，間隔點(diǎn)距離得到一第η超音波訊號(hào)點(diǎn)，以第η超音波訊號(hào) 點(diǎn)為中心，統(tǒng)計(jì)第一計(jì)算范圍內(nèi)超音波訊號(hào)點(diǎn)的數(shù)值，取得第η原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值a nXl，直到 取得所有超音波訊號(hào)點(diǎn)的原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值；加總該些原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值alXl，a 2Xl，…anXl，再 平均，取得一第一統(tǒng)計(jì)參數(shù)；重復(fù)前述規(guī)則，調(diào)整數(shù)個(gè)計(jì)算范圍，以不同大小的一第二計(jì)算 范圍至一第m計(jì)算范圍實(shí)施前述步驟，取得一第二統(tǒng)計(jì)參數(shù)至一第m統(tǒng)計(jì)參數(shù)；接著，根據(jù) 這些統(tǒng)計(jì)參數(shù)取得一第一權(quán)重值至一第m權(quán)重值，其中這些權(quán)重值為一聲波散射成像的加 權(quán)百分率；并將每一權(quán)重值分別乘以這些統(tǒng)計(jì)參數(shù)中對(duì)應(yīng)第一超音波訊號(hào)點(diǎn)的那些原始統(tǒng) 計(jì)參數(shù)值，再加總，取得第一超音波訊號(hào)點(diǎn)的一聲波散射數(shù)值；重復(fù)前述規(guī)則，取得第二超 音波訊號(hào)點(diǎn)至第η超音波訊號(hào)點(diǎn)的聲波散射數(shù)值；以及一顯示裝置，連接處理單元，根據(jù)該 些聲波散射數(shù)值的數(shù)組，顯示出一聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖。
[0008] 藉由本發(fā)明的實(shí)施，可以完成快速且分辨率高的聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖。本發(fā)明的 實(shí)施例證明在此技術(shù)下可以大幅節(jié)省運(yùn)算的時(shí)間，亦能保持至少八成以上之準(zhǔn)確率，以及 改善影像分辨率。
[0009] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種聲波散射訊號(hào)的成像系統(tǒng)；
[0011] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種聲波散射訊號(hào)的成像方法；
[0012] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種第一超音波訊號(hào)點(diǎn)與第一計(jì)算范圍的示意圖；
[0013] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種第二超音波訊號(hào)點(diǎn)與第一計(jì)算范圍的示意圖；
[0014] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的一種計(jì)算范圍移動(dòng)示意圖；
[0015] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例的一種第一超音波訊號(hào)點(diǎn)與第二計(jì)算范圍的示意圖；
[0016] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例的一種第二超音波訊號(hào)點(diǎn)與第二計(jì)算范圍的示意圖；
[0017] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例的一種內(nèi)插法的示意圖；
[0018] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例的一種聲波散射訊號(hào)的聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖（Nakagami所取 得的統(tǒng)計(jì)參數(shù)且m = 4);
[0019] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例的一種聲波散射訊號(hào)的聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖 ((Median-mean) /std所取得的統(tǒng)計(jì)參數(shù)且m = 4);
[0020] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例的一種聲波散射訊號(hào)的聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖（Nakagami所 取得的統(tǒng)計(jì)參數(shù)且m = 7);
[0021] 圖12為本發(fā)明實(shí)施例的一種聲波散射訊號(hào)的聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖 ((Median-mean) /std所取得的統(tǒng)計(jì)參數(shù)且m = 7);
[0022] 圖13為本發(fā)明實(shí)施例的一種聲波散射訊號(hào)的聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖（Nakagami所 取得的統(tǒng)計(jì)參數(shù)且m = 7);
[0023] 圖14為本發(fā)明實(shí)施例的一種聲波散射訊號(hào)的聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖 ((Median-mean) /std所取得的統(tǒng)計(jì)參數(shù)且m = 4);
[0024] 圖15a至圖15d分別為本發(fā)明實(shí)施例的一種重合度>95 %、重合度75 %、 重合度50 %及重合度25 %的聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖（(Median-Percentile (5)) / (Percentile(95)-Percentile(5))所取得的統(tǒng)計(jì)參數(shù)）；
[0025] 圖15e至圖15g分別為本發(fā)明實(shí)施例的一種重合度75 %、重合度50 % 及重合度25 %使用內(nèi)插法后的聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖（(Median-Percentile (5)) / (Percentile(95)-Percentile(5))所取得的統(tǒng)計(jì)參數(shù)）；
[0026] 圖15h至圖15j分別為本發(fā)明實(shí)施例的圖15e至圖15g與圖15b至圖15d相減的 聲波散射統(tǒng)計(jì)影像圖（(Median-Percentile (5))/(Percentile (95)-Percentile (5))所取 得的統(tǒng)計(jì)參數(shù)）；
[0027] 圖16a至圖16c分別為本發(fā)明實(shí)施例的一種重合度>95%分別與重合度75%、重 合度50%及重合度25%的原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值的曲線比較圖；
[0028] 圖16d至圖16f分別為本發(fā)明實(shí)施例的一種重合度>95%分別與重合度75%、重 合度50%及重合度25%的原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值的微分曲線比較圖；
[0029] 圖16g至圖16i分別為本發(fā)明實(shí)施例的一種重合度>95%分別與重合度75%、重 合度50%及重合度25%的原始統(tǒng)計(jì)參數(shù)值的相關(guān)系數(shù)比較圖；
[0030] 圖17a至圖17d分別為本發(fā)明實(shí)施例的一種重合度>95%、重合