一種三維超聲成像方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種三維超聲成像的方法，包括：向胎兒頭部發(fā)射超聲波；接收超聲回波，獲得超聲回波信號(hào)，并根據(jù)超聲回波信號(hào)獲得胎兒頭部的三維體數(shù)據(jù)；根據(jù)胎兒頭部正中矢狀切面的特性，檢測(cè)三維體數(shù)據(jù)中的正中矢狀切面；顯示正中矢狀切面。本發(fā)明的實(shí)施例中的超聲成像方法中，可以對(duì)胎兒進(jìn)行超聲掃描獲得胎兒頭部的三維體數(shù)據(jù)，并根據(jù)獲得的三維體數(shù)據(jù)，自動(dòng)檢測(cè)胎兒腦部的正中矢狀切面并予以顯示，解決了醫(yī)生手動(dòng)難以準(zhǔn)確定位正中矢狀切面的問題，使得醫(yī)生可以方便地觀察胎兒腦部正中矢狀切面的情況。
【專利說明】一種三維超聲成像方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)用超聲成像【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種三維超聲成像方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 超聲儀器一般用于醫(yī)生觀察人體的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，醫(yī)生將超聲探頭放在人體部位 對(duì)應(yīng)的皮膚表面，可以得到該部位的超聲圖像。超聲由于其安全、方便、無損、廉價(jià)等特點(diǎn)， 已經(jīng)成為醫(yī)生診斷的主要輔助手段之一。
[0003] 產(chǎn)科是超聲診斷應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一，在該領(lǐng)域，超聲避免了 X射線等母體及 胎兒的影響，其應(yīng)用價(jià)值明顯優(yōu)于其他影像學(xué)檢查設(shè)備。超聲不僅能對(duì)進(jìn)行胎兒形態(tài)學(xué)的 觀察和測(cè)量，還能獲得胎兒呼吸、泌尿等生理、病例方面的多種信息，以評(píng)價(jià)胎兒的健康及 發(fā)育狀況。
[0004] 在胎兒神經(jīng)系統(tǒng)檢查中，胼胝體和小腦蚓部是兩個(gè)很重要的檢查項(xiàng)目，其中，胼胝 體是大腦半球中最大的連合纖維，負(fù)責(zé)大腦兩半球間的通訊，缺失或發(fā)育不良將導(dǎo)致癲癇、 智力低下、運(yùn)動(dòng)功能障礙等一系列并發(fā)癥。小腦蚓部的缺失或者發(fā)育不良為Dandy-walker 綜合癥的表現(xiàn)，50%的Dandy-walker患者有精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲滯和智力低下，且常伴有染色 體異常和其他畸形，預(yù)后差，死亡率高。
[0005] 可見，胼胝體和小腦蚓部的異常均是重大疾病的表現(xiàn)，如未能在產(chǎn)檢中發(fā)現(xiàn)，將給 患者家庭和社會(huì)帶來巨大精神和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)，作為檢查主體的醫(yī)院，也可能因此產(chǎn)生醫(yī) 療糾紛。然而，在胎兒神經(jīng)系統(tǒng)的檢查中，胼胝體和小腦蚓部是最容易誤診和漏診的項(xiàng)目， 究其原因，在于胎兒的正中矢狀面是觀察胼胝體和小腦蚓部的最佳切面，但由于胎兒體位、 羊水、鼻骨遮擋、醫(yī)生技術(shù)水平等因素的影響，在常規(guī)的二維超聲下很難獲得胎兒的正中矢 狀面，即便能獲得，也需要花費(fèi)很長(zhǎng)的檢查時(shí)間，很多醫(yī)生只能通過其它切面(如小腦切面、 丘腦切面等）進(jìn)行非直觀的診斷，容易出現(xiàn)誤診和漏診。
[0006] 近年來，隨著三維超聲在臨床上的廣泛應(yīng)用，部分醫(yī)生通過以雙頂徑切面作為起 始平面對(duì)胎兒進(jìn)行三維掃查，然后通過手動(dòng)旋轉(zhuǎn)、平移等幾何變換，在3D超聲中的第三平 面調(diào)出正中矢狀面來，在該切面下檢查胼胝體和小腦蚓部。從各種公開文選中可以看出，采 用該方法得到的矢狀面的圖像質(zhì)量雖然比二維圖像略差，但胼胝體和小腦蚓部的顯示率卻 非常高，通過該方法可以快速、準(zhǔn)確地判斷胼胝體和小腦蚓部是否異常。然而，醫(yī)生需要對(duì) 三維空間有非常深刻的理解，才能夠在3D下通過手動(dòng)旋轉(zhuǎn)、平移幾何操作調(diào)節(jié)出正中矢狀 面，但大部分超聲醫(yī)生都是非理工科背景，對(duì)三維空間缺乏理解，很難從一個(gè)體數(shù)據(jù)中通過 手動(dòng)的方法將正中矢狀面調(diào)節(jié)出來。因此，盡管經(jīng)過了多年的發(fā)展，也只有一小部分大醫(yī)院 中的小部分醫(yī)生才掌握了該診斷技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一是提供一種能夠?qū)μ耗X部進(jìn)行三維成像并且自動(dòng)檢測(cè)胎兒 腦部的正中矢狀切面的三維超聲成像方法。
[0008] 本發(fā)明實(shí)施例公開的技術(shù)方案包括：
[0009] 提供了一種三維超聲成像方法，其特征在于，包括：向胎兒頭部發(fā)射超聲波；接收 超聲回波，獲得超聲回波信號(hào)；根據(jù)所述超聲回波信號(hào)獲得胎兒頭部的三維體數(shù)據(jù)；根據(jù) 胎兒頭部正中矢狀切面的特征，從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢狀切面；顯示所述正中矢 狀切面。
[0010] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)胎兒頭部正中矢狀切面的灰度特征，從所述三維體數(shù) 據(jù)中檢測(cè)所述正中矢狀切面。
[0011] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，其中從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢狀切面的步驟包括： 在所述三維體數(shù)據(jù)中提取代表滿足平面內(nèi)的灰度值大于平面兩側(cè)的灰度值的條件的平面 的矢狀面特征區(qū)域；從所述矢狀面特征區(qū)域中選擇至少三個(gè)特征點(diǎn)；根據(jù)所述至少三個(gè)特 征點(diǎn)確定所述正中矢狀切面所在的平面。
[0012] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，其中從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢狀切面的步驟包括： 在所述三維體數(shù)據(jù)中提取至少兩個(gè)切面；根據(jù)腦中線的灰度值大于腦中線兩側(cè)的灰度值的 特征，在所述至少兩個(gè)切面中提取腦中線，獲得至少兩條腦中線；根據(jù)所述至少兩條腦中線 限定的平面確定所述正中矢狀面所在的平面。
[0013] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在所述至少兩個(gè)切面中提取腦中線的步驟包括：對(duì)于所述 至少兩個(gè)切面中的每一個(gè)切面，執(zhí)行步驟：在所述切面中提取代表滿足線上的灰度值大于 線兩側(cè)的灰度值的線的腦中線特征區(qū)域；從所述腦中線特征區(qū)域中選擇至少兩個(gè)特征點(diǎn)； 根據(jù)所述至少兩個(gè)特征點(diǎn)確定所述腦中線。
[0014] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，其中從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢狀切面的步驟包括： 在所述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組備選切面；計(jì)算所述一組備選切面中每個(gè)備選切面的對(duì)稱性 指數(shù)，獲得一組對(duì)稱性指數(shù)；從所述一組對(duì)稱性指數(shù)中選擇滿足特征條件的特征對(duì)稱性指 數(shù)，并且以所述特征對(duì)稱性指數(shù)對(duì)應(yīng)的備選切面為所述正中矢狀切面。
[0015] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在所述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組縱切面為所述一組備選切 面。
[0016] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，其中計(jì)算所述一組備選切面中每個(gè)備選切面的對(duì)稱性指數(shù) 的步驟包括：對(duì)于所述一組備選切面中的每個(gè)備選切面，執(zhí)行步驟：在所述備選切面兩側(cè) 選擇至少一對(duì)第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且所述第一區(qū)域和第二區(qū)域關(guān)于所述備選切面對(duì) 稱；用所述第一區(qū)域中的數(shù)據(jù)和所述第二區(qū)域中的數(shù)據(jù)計(jì)算所述備選切面的對(duì)稱性指數(shù)。
[0017] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)稱性指數(shù)為：所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中關(guān)于 所述備選切面對(duì)稱點(diǎn)灰度差的絕對(duì)值之和，并且所述特征條件為：對(duì)稱性指數(shù)最??；和/或 所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的相關(guān)系數(shù)，并且所述特征條件為：對(duì)稱性指數(shù)最大；和/或 所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的歐式距離，并且所述特征條件為：對(duì)稱性指數(shù)最??；和/或 所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的余弦相似度，并且所述特征條件為：對(duì)稱性指數(shù)最大。
[0018] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，其中在所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢狀切面的步驟包括： 獲取根據(jù)已有的胎兒正中矢狀切面的圖像生成的胎兒頭部正中矢狀切面的模板圖像；在所 述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組備選切面；計(jì)算所述一組備選切面中的每個(gè)備選切面與所述模板 圖像的相似性指數(shù)，獲得一組相似性指數(shù)；從所述一組相似性指數(shù)中選擇滿足特征條件的 特征相似性指數(shù)，并且以所述特征相似性指數(shù)對(duì)應(yīng)的備選切面為所述正中矢狀切面。
[0019] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在所述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組縱切面為所述一組備選切 面。
[0020] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，在所述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組備選切面之前還包括：將所 述三維體數(shù)據(jù)和所述模板圖像對(duì)齊到同一尺度空間。
[0021] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，將所述三維體數(shù)據(jù)和所述模板圖像對(duì)齊到同一尺度空間的 步驟包括：檢測(cè)所述三維體數(shù)據(jù)中的切面圖像中的特定結(jié)構(gòu)特征；根據(jù)所述特定結(jié)構(gòu)特征 的大小將所述三維體數(shù)據(jù)變換到與所述模板圖像相同的尺寸。
[0022] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，所述相似性指數(shù)為：所述備選切面和所述模板圖像中對(duì)應(yīng) 的點(diǎn)的灰度值的差的絕對(duì)值之和，并且所述特征條件為：相似性指數(shù)最小；和/或所述備選 切面和所述模板圖像的相關(guān)系數(shù)，并且所述特征條件為：相似性指數(shù)最大；和/或所述備選 切面和所述模板圖像的歐式距離，并且所述特征條件為：相似性指數(shù)最??；和/或所述備選 切面和所述模板圖像的余弦相似度，并且所述特征條件為：相似性指數(shù)最大。
[0023] 本發(fā)明的實(shí)施例中，還提供了一種三維超聲成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：探頭，所 述探頭向胎兒頭部發(fā)射超聲波并接收超聲回波，獲得超聲回波信號(hào)；三維成像模塊，所述三 維成像模塊根據(jù)所述超聲回波信號(hào)獲得胎兒頭部的三維體數(shù)據(jù)，并根據(jù)胎兒頭部正中矢狀 切面的特征，從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢狀切面；顯示器，所述顯示器顯示所述正中矢 狀切面。
[0024] 本發(fā)明的實(shí)施例中的超聲成像方法中，可以對(duì)胎兒進(jìn)行超聲掃描獲得胎兒頭部的 三維體數(shù)據(jù)，并根據(jù)獲得的三維體數(shù)據(jù)，自動(dòng)檢測(cè)胎兒腦部的正中矢狀切面并予以顯示，解 決了醫(yī)生手動(dòng)難以準(zhǔn)確定位正中矢狀切面的問題，使得醫(yī)生可以方便地觀察胎兒腦部正中 矢狀切面的情況，可以為醫(yī)師提供大量重要的關(guān)鍵信息。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的三維超聲成像系統(tǒng)的框圖示意圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的三維超聲成像方法的流程示意圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的三維體數(shù)據(jù)的示意圖。
[0028] 圖4為胎兒腦部的正中矢狀切面的位置示意圖。
[0029] 圖5為胎兒腦部的正中矢狀切面的示意圖。
[0030] 圖6為圖5中的Ll切面的示意圖。
[0031] 圖7為圖5中的L2切面的示意圖。
[0032] 圖8為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)正中矢狀面的步驟的流程示意圖。
[0033] 圖9為三維空間中的平面及其平面參數(shù)的示意圖。
[0034] 圖10為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的三維Hough矩陣的示意圖。
[0035] 圖11為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)正中矢狀面的步驟的流程示意圖。
[0036] 圖12為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)正中矢狀面的步驟的流程示意圖。
[0037] 圖13為本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)正中矢狀面的步驟的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 如圖1所示，為三維超聲成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。三維超聲成像系統(tǒng)包括探頭2、發(fā) 射/接收選擇開關(guān)3、發(fā)射電路4、接收電路5、波束合成模塊6、信號(hào)處理模塊7、三維成像模 塊8、顯示器9。發(fā)射電路4將一組經(jīng)過延遲聚焦的脈沖發(fā)送到探頭2,探頭2向受測(cè)機(jī)體組 織（圖中未示出）發(fā)射超聲波，經(jīng)一定延時(shí)后接收從受測(cè)機(jī)體組織反射回來的帶有組織信息 的超聲回波，并將此超聲回波重新轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。接收電路5接收這些電信號(hào)，并將這些超 聲回波信號(hào)送入波束合成模塊6。超聲回波信號(hào)在波束合成模塊6完成聚焦延時(shí)、加權(quán)和通 道求和，再經(jīng)過信號(hào)處理模塊7進(jìn)行信號(hào)處理。經(jīng)過信號(hào)處理模塊7處理的信號(hào)送入三維 成像模塊8,經(jīng)過三維成像模塊8處理，得到三維圖像等可視信息，然后送入顯示器9進(jìn)行顯 /Jn 〇
[0039] 當(dāng)探頭2掃描一個(gè)掃描周期后，經(jīng)過信號(hào)處理模塊7處理后的信號(hào)在三維成像模 塊8中形成一卷極坐標(biāo)下的三維體數(shù)據(jù)，該極坐標(biāo)下的三維體數(shù)據(jù)經(jīng)過重建處理，將極坐 標(biāo)體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)體數(shù)據(jù)，從而獲得一卷直角坐標(biāo)下的三維體數(shù)據(jù)。然后，三維成像 模塊8對(duì)該直角坐標(biāo)下的三維體數(shù)據(jù)使用可視化算法進(jìn)行計(jì)算，從而獲得可視信息，并在 顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示。
[0040] 本發(fā)明的實(shí)施例中，三維超聲成像系統(tǒng)的三維成像模塊8還包括用于自動(dòng)檢測(cè)胎 兒正中矢狀面的子模塊，該子模塊能夠根據(jù)獲得的胎兒頭部的三維體數(shù)據(jù)，從中自動(dòng)檢測(cè) 出胎兒的正中矢狀面并顯示(下文中詳述)。
[0041] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種三維超聲成像的方法的流程示意圖如圖2所示。
[0042] 本實(shí)施例中，在步驟10中，首先使用三維超聲成像系統(tǒng)對(duì)胎兒頭部進(jìn)行三維掃 描，向胎兒頭部發(fā)射超聲波并且接收超聲回波，獲得的超聲回波信號(hào)，超聲回波信號(hào)經(jīng)過如 前文所述的處理，從而獲得胎兒頭部的三維體數(shù)據(jù)（下文中簡(jiǎn)稱為"三維體數(shù)據(jù)")。對(duì)掃描 目標(biāo)進(jìn)行三維掃描并且處理超聲回波信號(hào)獲得三維體數(shù)據(jù)的具體步驟可以與本領(lǐng)域內(nèi)常 用的三維掃描和成像的方法相同或者類似，在此不再詳述。
[0043] 經(jīng)過步驟10,可以獲得胎兒頭部的至少一卷三維體數(shù)據(jù)。
[0044] 例如，一卷三維體數(shù)據(jù)的示意圖可以如圖3所示。從圖3可見，該卷體數(shù)據(jù)可以是 由F幀大小為WXH的圖像幀構(gòu)成，其中W為圖像幀的寬度，H為圖像幀的高度。此外，由圖 3中可見，圖3中將圖像幀的寬度方向定義為X方向，將圖像幀的高度方向定義為Y方向，多 針圖像幀排列的方向定義為Z方向?？梢岳斫猓渲蠿、Y和Z方向也可以以不同的方式定 義。
[0045] 步驟10中獲得了三維體數(shù)據(jù)之后，本發(fā)明的方法中，期望能夠自動(dòng)從三維體數(shù)據(jù) 中檢測(cè)出胎兒腦部的正中矢狀切面。
[0046] 胎兒腦部的正中矢狀切面的位置如圖4所示，圖4中的線D即代表胎兒腦部的正 中矢狀切面的位置。胎兒腦部的正中矢狀切面的一個(gè)示意圖顯示在圖5中?？梢?，在這個(gè)正 中矢狀切面上，包含了關(guān)于胎兒的胼胝體、小腦蚓部、透明隔腔的重要信息，此外，從胎兒腦 部的正中矢狀切面上，也能夠觀察胎兒的小腦延髓池、丘腦黏合、第四腦室等等結(jié)構(gòu)。因此， 自動(dòng)檢測(cè)出胎兒腦部的正中矢狀切面并向?qū)⑵滹@示出來，可以為醫(yī)師提供大量重要的關(guān)鍵 信息，極大地方便醫(yī)師對(duì)胎兒狀況的觀察。
[0047] 圖6和圖7分別示意性地圖示了胎兒腦部的與正中矢狀切面垂直的切面Ll和L2 的示意圖。
[0048] 申請(qǐng)人:經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在胎兒腦部的三維圖像中，正中矢狀切面具有一些特別的 特征，例如，在胎兒腦部的三維圖像中的所有切面中，正中矢狀切面整體具有比周圍區(qū)域的 灰度值更大的灰度值，也就是說，在胎兒腦部的三維圖像中，正中矢狀切面表現(xiàn)為灰度值明 顯大于其附近區(qū)域的灰度值的切面，或者說，正中矢狀切面在三維胎兒腦部的三維圖像中 表現(xiàn)為一個(gè)比周圍的區(qū)域更亮的切面；或者，在胎兒腦部中，正中矢狀面兩側(cè)的結(jié)構(gòu)是近似 對(duì)稱的，因此在胎兒腦部的三維圖像中，在正中矢狀切面兩側(cè)的圖像數(shù)據(jù)將表現(xiàn)出近似的 對(duì)稱性；或者，在胎兒腦部中，正中矢狀面位于腦部中間位置，而在胎兒腦部的三維圖像中， 與正中矢狀切面相交的其它切面中都會(huì)包含該切面與該正中矢狀切面的相交位置處的信 息，在其它切面的圖像中，該切面與正中矢狀切面的交線表現(xiàn)為比較亮的線，即腦中線，這 些腦中線的集合即構(gòu)成了正中矢狀切面；等等。本發(fā)明的一些實(shí)施例中，即利用胎兒腦部的 正中矢狀切面的這些特征來檢測(cè)或者識(shí)別胎兒腦部的三維體數(shù)據(jù)中的正中矢狀切面。
[0049] 因此，本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟12,即根據(jù)胎兒腦部的正中矢狀切面的特征 (例如，如前文所述的特征，例如灰度特征)，在步驟10中獲得的三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)該三維體 數(shù)據(jù)中的正中矢狀切面。
[0050] 本發(fā)明的實(shí)施例中，前述的"在步驟10中獲得的三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)該三維體數(shù)據(jù) 中的正中矢狀切面"，可以是在全部胎兒頭部的三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)，也可以是在胎兒頭部的 三維體數(shù)據(jù)中的一部分中檢測(cè)，例如，可以是在正中矢狀切面最可能存在于其中的區(qū)域內(nèi) 檢測(cè)，而去除正中矢狀切面明顯不可能存在于其中的區(qū)域。例如，由于胎兒頭部的正中矢狀 切面是位于胎兒頭部中間位置的縱切面（即在從頭頂部分到頸部部分的方向上的切面)，因 此位于頭部邊緣處的一些區(qū)域中明顯不可能存在正中矢狀切面，這樣的區(qū)域可以剔除在檢 測(cè)范圍之外。
[0051] 本發(fā)明的實(shí)施例中，可以使用多種方法根據(jù)該三維體數(shù)據(jù)檢測(cè)其中的正中矢狀 面。
[0052] 例如，如前文所述，在三維體數(shù)據(jù)中，正中矢狀切面表現(xiàn)出該正中矢狀切面內(nèi)的灰 度值(例如，灰度值，等等)大于周圍區(qū)域的灰度值的特征。因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，利 用正中矢狀切面的這個(gè)特征從三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢狀面。
[0053] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)三維體數(shù)據(jù)檢測(cè)正中矢狀面的流程示意圖如圖8所 /Jn 〇
[0054] 本發(fā)明的實(shí)施例中，在步驟80,可以首先在三維體數(shù)據(jù)中提取代表滿足平面內(nèi)的 灰度值大于平面兩側(cè)的灰度值的條件的平面的矢狀面特征區(qū)域。
[0055] 也就是說，本發(fā)明的實(shí)施例中，在三維體數(shù)據(jù)中提取一些特征區(qū)域，并且本發(fā)明的 實(shí)施例的方法中，這些需要的特征區(qū)域是代表著三維體數(shù)據(jù)中滿足平面內(nèi)的灰度值大于平 面兩側(cè)的灰度值的條件的平面的區(qū)域，這種提取出來的特征區(qū)域即為本發(fā)明實(shí)施例的方法 所需要的矢狀面特征區(qū)域。這樣，充分利用"正中矢狀切面表現(xiàn)為灰度值明顯大于其附近區(qū) 域的灰度值的切面"的特征，能夠獲得良好的正中矢狀切面的檢測(cè)效果。
[0056] 本發(fā)明的實(shí)施例中，可以使用多種適合的方法從三維體數(shù)據(jù)中提取這種矢狀面特 征區(qū)域。例如，一種實(shí)施例中，可以使用特征提取算子與該三維體數(shù)據(jù)做卷積，得到卷積后 的圖像，該卷積后的圖像中即包含了提取出的矢狀面特征區(qū)域。
[0057] 本發(fā)明的實(shí)施例中，用特征提取算子對(duì)三維體數(shù)據(jù)做卷積時(shí)，可以分別對(duì)組成三 維體數(shù)據(jù)的每個(gè)圖像幀分別用二維特征提取算子做卷積，然后將卷積后的圖像幀組合成卷 積后的三維體數(shù)據(jù)；或者，也可以直接設(shè)計(jì)三維特征提取算子，直接用三維特征提取算子與 三維體數(shù)據(jù)做卷積。卷積運(yùn)算的具體步驟是本領(lǐng)域內(nèi)熟知的，在此不再詳述。
[0058] 本發(fā)明的實(shí)施例中，特征提取算子可以根據(jù)需要提取的圖像特征而設(shè)計(jì)。例如， 如前文所述的實(shí)施例中，需要提取區(qū)域內(nèi)的灰度值大于區(qū)域兩側(cè)的灰度值的矢狀面特征區(qū) 域。此時(shí)，可以使用下列特征提取算子中的一個(gè)或者多個(gè)：

【權(quán)利要求】
1. 一種三維超聲成像方法，其特征在于，包括： 向胎兒頭部發(fā)射超聲波； 接收超聲回波，獲得超聲回波信號(hào)； 根據(jù)所述超聲回波信號(hào)獲得胎兒頭部的三維體數(shù)據(jù)； 根據(jù)胎兒頭部正中矢狀切面的特征，從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢狀切面； 顯示所述正中矢狀切面。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：根據(jù)胎兒頭部正中矢狀切面的灰度特征，從 所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)所述正中矢狀切面。
3. 如權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征在于，其中從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢 狀切面的步驟包括： 在所述三維體數(shù)據(jù)中提取代表滿足平面內(nèi)的灰度值大于平面兩側(cè)的灰度值的條件的 平面的矢狀面特征區(qū)域； 從所述矢狀面特征區(qū)域中選擇至少三個(gè)特征點(diǎn)； 根據(jù)所述至少三個(gè)特征點(diǎn)確定所述正中矢狀切面所在的平面。
4. 如權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征在于，其中從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢 狀切面的步驟包括： 在所述三維體數(shù)據(jù)中提取至少兩個(gè)切面； 根據(jù)腦中線的灰度值大于腦中線兩側(cè)的灰度值的特征，在所述至少兩個(gè)切面中提取腦 中線，獲得至少兩條腦中線； 根據(jù)所述至少兩條腦中線限定的平面確定所述正中矢狀面所在的平面。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述至少兩個(gè)切面中提取腦中線的步驟 包括：對(duì)于所述至少兩個(gè)切面中的每一個(gè)切面，執(zhí)行下列步驟： 在所述切面中提取代表滿足線上的灰度值大于線兩側(cè)的灰度值的線的腦中線特征區(qū) 域； 從所述腦中線特征區(qū)域中選擇至少兩個(gè)特征點(diǎn)； 根據(jù)所述至少兩個(gè)特征點(diǎn)確定所述腦中線。
6. 如權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征在于，其中從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢 狀切面的步驟包括： 在所述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組備選切面； 計(jì)算所述一組備選切面中每個(gè)備選切面的對(duì)稱性指數(shù)，獲得一組對(duì)稱性指數(shù)； 從所述一組對(duì)稱性指數(shù)中選擇滿足特征條件的特征對(duì)稱性指數(shù)，并且以所述特征對(duì)稱 性指數(shù)對(duì)應(yīng)的備選切面為所述正中矢狀切面。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組縱切面為所 述一組備選切面。
8. 如權(quán)利要求6或者7所述的方法，其特征在于，其中計(jì)算所述一組備選切面中每個(gè)備 選切面的對(duì)稱性指數(shù)的步驟包括：對(duì)于所述一組備選切面中的每個(gè)備選切面，執(zhí)行下列步 驟： 在所述備選切面兩側(cè)選擇至少一對(duì)第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且所述第一區(qū)域和第二區(qū) 域關(guān)于所述備選切面對(duì)稱； 用所述第一區(qū)域中的數(shù)據(jù)和所述第二區(qū)域中的數(shù)據(jù)計(jì)算所述備選切面的對(duì)稱性指數(shù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述對(duì)稱性指數(shù)為： 所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中關(guān)于所述備選切面對(duì)稱點(diǎn)灰度差的絕對(duì)值之和，并且 所述特征條件為：對(duì)稱性指數(shù)最??；和/或 所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的相關(guān)系數(shù)，并且所述特征條件為：對(duì)稱性指數(shù)最大； 和/或 所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的歐式距離，并且所述特征條件為：對(duì)稱性指數(shù)最??； 和/或 所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的余弦相似度，并且所述特征條件為：對(duì)稱性指數(shù)最大。
10. 如權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征在于，其中在所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中 矢狀切面的步驟包括： 獲取根據(jù)已有的胎兒正中矢狀切面的圖像生成的胎兒頭部正中矢狀切面的模板圖 像； 在所述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組備選切面； 計(jì)算所述一組備選切面中的每個(gè)備選切面與所述模板圖像的相似性指數(shù)，獲得一組相 似性指數(shù)； 從所述一組相似性指數(shù)中選擇滿足特征條件的特征相似性指數(shù)，并且以所述特征相似 性指數(shù)對(duì)應(yīng)的備選切面為所述正中矢狀切面。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組縱切面為 所述一組備選切面。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述三維體數(shù)據(jù)中選擇一組備選切面 之前還包括：將所述三維體數(shù)據(jù)和所述模板圖像對(duì)齊到同一尺度空間。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，將所述三維體數(shù)據(jù)和所述模板圖像對(duì)齊 到同一尺度空間的步驟包括： 檢測(cè)所述三維體數(shù)據(jù)中的切面圖像中的特定結(jié)構(gòu)特征； 根據(jù)所述特定結(jié)構(gòu)特征的大小將所述三維體數(shù)據(jù)變換到與所述模板圖像相同的尺寸。
14. 如權(quán)利要求10至13中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述相似性指數(shù)為： 所述備選切面和所述模板圖像中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的灰度值的差的絕對(duì)值之和，并且所述特征 條件為：相似性指數(shù)最??；和/或 所述備選切面和所述模板圖像的相關(guān)系數(shù)，并且所述特征條件為：相似性指數(shù)最大； 和/或 所述備選切面和所述模板圖像的歐式距離，并且所述特征條件為：相似性指數(shù)最小； 和/或 所述備選切面和所述模板圖像的余弦相似度，并且所述特征條件為：相似性指數(shù)最大。
15. -種三維超聲成像系統(tǒng)，其特征在于，包括： 探頭，所述探頭向胎兒頭部發(fā)射超聲波并接收超聲回波，獲得超聲回波信號(hào)； 三維成像模塊，所述三維成像模塊根據(jù)所述超聲回波信號(hào)獲得胎兒頭部的三維體數(shù) 據(jù)，并根據(jù)胎兒頭部正中矢狀切面的特征，從所述三維體數(shù)據(jù)中檢測(cè)正中矢狀切面； 顯示器，所述顯示器顯示所述正中矢狀切面。
【文檔編號(hào)】A61B8/00GK104414680SQ201310367753
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】鄒耀賢, 林穆清, 陳志杰, 熊奕, 姚斌 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司