專利名稱：一種類顯微三維超聲成像法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及影像醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，具體的說是一種使超聲波圖像達(dá)到類似低倍顯微鏡觀 察效果的類顯微三維超聲成像法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，使超聲探測技術(shù)的多種分辨能力及顯示特性都取得了長 足的進(jìn)步，通過各種組織的回聲可獲得更為豐富多彩的聲像信息。但仍有一部分極有價(jià)值 的聲像學(xué)信息在二維超聲檢查時(shí)往往不能有效地反映出來。當(dāng)前，三維超聲對(duì)于胎兒，心臟等部位的檢測，都是以立體觀察為目的的三維超聲 應(yīng)用，尚無應(yīng)用類顯微三維超聲成像方法，以類似低倍顯微鏡觀察的顯示精度或圖像分辨 性能，對(duì)人體內(nèi)部實(shí)質(zhì)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察?，F(xiàn)有各種無創(chuàng)醫(yī)學(xué)檢查技術(shù)手段僅能觀察到人 體實(shí)質(zhì)組織內(nèi)部約3mm的結(jié)構(gòu)。其它如肝臟穿刺、腎臟穿刺的檢查為有創(chuàng)檢查、所顯示精度 較高、但費(fèi)用較高，因有創(chuàng)不易反復(fù)檢查及用于人群普查。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種類顯微三維超聲成像法，通過這種成像法可利用三維超 聲無創(chuàng)的與類似低倍顯微鏡觀察的精度，以特定的圖像形式，得到實(shí)質(zhì)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種類顯微三維超聲成像法，包括以下步驟
(1)將屏幕B超圖像比例放大，在三維模式下，應(yīng)用常規(guī)腹部與淺表B超探頭進(jìn)行掃查 目標(biāo)；
(2)勻速掃查被檢查部位，相鄰的掃描線包涵超聲波的側(cè)向分辨性能，得到B超圖像；
(3)在三維模式下，應(yīng)用合適的取樣框厚度對(duì)形成三維圖像進(jìn)行取樣；
(4)選擇三維圖像的C面，應(yīng)用三維圖像的最小模式(Min)，將圖像再次放大；
(5)經(jīng)過(1)、(2)、(3)、(4)后圖像所顯示的實(shí)質(zhì)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)際大小約0.05mm, 達(dá)到了類似低倍顯微鏡觀察的效果；觀察圖像的結(jié)構(gòu)、亮度與形態(tài)。所述步驟(1)中掃查方式為平行掃查與扇形掃查，相鄰的掃描線包涵超聲波的側(cè) 向分辨性能。所述步驟(2)中B超圖像放大是將B超圖像按圖像與實(shí)際大小之比放大2— 3倍。所述的步驟(4)中的圖像放大可由超聲儀器的放大功能分步實(shí)現(xiàn)或由圖像處理器 或工作站協(xié)助完成。所述的三維模式是超聲儀器或相應(yīng)的工作站所包含的三維模式。所述的步驟(4)將圖像放大是指按圖像與實(shí)際大小之比將圖像放大20— 40倍。本發(fā)明提供的類顯微三維超聲成像法，具有以下有益效果
(1)類顯微三維超聲成像方式突破了超聲波物理原理在作用方面的限制。既往，醫(yī)學(xué)超 聲波檢查由于超聲波穿透性與分辨率等物理原理的相互限制的作用，能觀察到人體內(nèi)肝臟 等最小的結(jié)構(gòu)或病變組織約為3mm，同樣儀器與頻率條件下，以類顯微三維超聲成像，檢測肝臟等人體內(nèi)部組織，能夠觀察最小約0. 05mm的實(shí)質(zhì)組織結(jié)構(gòu)，達(dá)到類似低倍顯微鏡觀察 的效果，也明顯優(yōu)于其他無創(chuàng)傷性醫(yī)學(xué)檢查方法，如CT，磁共振等其它影像醫(yī)學(xué)檢查手段。(2)類顯微三維超聲成像可以無創(chuàng)的方式，觀察到以特殊形式顯示約0. 05mm人體 實(shí)質(zhì)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)，達(dá)到了類似低倍顯微鏡檢查的效果，因此能夠?qū)θ梭w肝小葉等進(jìn)行相 當(dāng)仔細(xì)的觀察?？梢罁?jù)肝小葉的一系列改變等判斷各期肝纖維化，使肝硬化之前的各期肝 纖維化階段得到及時(shí)的診斷，進(jìn)而為相應(yīng)的診療提供了客觀與準(zhǔn)確的依據(jù)；以當(dāng)今醫(yī)學(xué)診 療水平，絕大多數(shù)患者的病情可以得到控制或逆轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生肝硬化，從而有效遏制肝癌的發(fā) 生。以類顯微三維超聲成像對(duì)人群進(jìn)行普查，對(duì)預(yù)防肝硬化與肝癌有重要意義與不可替代 的作用。對(duì)某些腎臟、乳腺、子宮、肌肉等疾病都有獨(dú)特診斷價(jià)值。(3)類顯微三維超聲成像可以無創(chuàng)的方式，觀察到以特殊形式顯示約0. 05mm人體 實(shí)質(zhì)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)，達(dá)到了類似低倍顯微鏡檢查的效果，因此能夠?qū)Ω涡∪~進(jìn)行相當(dāng)仔細(xì) 的觀察?？梢罁?jù)肝小葉的一系列改變等判斷各期肝纖維化，使肝硬化之前的各期肝纖維化 階段得到及時(shí)的診斷與診療，以當(dāng)今醫(yī)學(xué)診療水平，絕大多數(shù)患者的病情可以得到控制或 逆轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生肝硬化，從而有效遏制肝癌的發(fā)生。以類顯微三維超聲成像對(duì)人群進(jìn)行普查， 對(duì)預(yù)防肝硬化與肝癌有重要意義與不可替代的作用。對(duì)某些腎臟、乳腺、子宮、肌肉等疾病 都有獨(dú)特診斷價(jià)值；
類顯微三維超聲成像法能夠以類似低倍顯微鏡的觀察效果，無創(chuàng)的檢查實(shí)質(zhì)組織內(nèi)部 結(jié)構(gòu)，為更好的療效觀察與促進(jìn)新的治療手段產(chǎn)生積極與巨大作用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的成像方法與過程示意圖。圖2是本發(fā)明的成像原理圖。圖3為使用本發(fā)明方法臨床檢出的乙型肝炎第2期肝纖維化肝臟類顯微三維超聲 圖像。圖4為使用本發(fā)明方法臨床檢出的乙型肝炎第3期肝纖維化肝臟類顯微三維超聲 圖像。圖5為使用本發(fā)明方法臨床檢出的乙型肝炎第4期肝纖維化肝臟類顯微三維超聲 圖像。圖6為使用本發(fā)明方法臨床檢出的代償期乙型肝炎肝硬化肝臟類顯微三維超聲 圖像。圖7為使用本發(fā)明方法臨床檢出的失代償期乙型肝炎肝硬化肝臟類顯微三維超
聲圖像。圖8為使用本發(fā)明方法臨床檢出的乙型肝炎肝硬化合并肝間隔內(nèi)結(jié)節(jié)增生的肝
臟類顯微三維超聲圖像。圖9為使用本發(fā)明方法臨床檢出的乙型肝炎肝硬化合并肝癌的肝臟類顯微三維
超聲圖像。圖10使用本發(fā)明方法臨床檢出的健康人腎臟類顯微三維超聲圖像。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的工作原理如圖2所示，應(yīng)用常規(guī)腹部或淺表探頭，在一個(gè)合理的范圍內(nèi) 對(duì)被檢查人體組織進(jìn)行相對(duì)勻速掃描(平行或扇形掃描)；相鄰掃描線應(yīng)包含超聲波側(cè)向分 辨性能；；取樣在一個(gè)合理的厚度范圍；應(yīng)用最小模式(Min)觀察，圖中，(a)到(e)分別 是沿圖2 (5)中Z軸不同深度的5個(gè)切面，以設(shè)黑色表示亮度100，白色表示亮度1。對(duì)應(yīng) 每組(X，y)坐標(biāo)，三維數(shù)據(jù)中有五個(gè)像素亮度值分別來自(a)到(e)五個(gè)切面。當(dāng)沿Z 軸作最小密度投影(MinIP)時(shí)，其投影圖(f)只取五個(gè)像素亮度中的最小值。所以白像素 (最小值)都留下了，形成投影圖(f)。圖(f)中的白十字其實(shí)是一種投影處理過程產(chǎn)生 的圖像，表明類顯微三維超聲圖中的紋理是圖像處理產(chǎn)生的一種特殊效果。適當(dāng)?shù)姆糯蟮?圖象處理。實(shí)現(xiàn)圖像放大主要包括B超圖像放大；計(jì)算機(jī)三維重建時(shí)單條掃描線的放大； 三維超聲圖像形成后的整體放大，在這些因素的共同作用下，許多極有價(jià)值的聲象學(xué)信息 能夠以特定的三維超聲的方式有效的反映出來，其圖象的顯示人體內(nèi)部實(shí)質(zhì)組織的實(shí)際精 度部分達(dá)到了低倍顯微鏡的效果，從而得到類顯微三維超聲圖像，這些圖像對(duì)完成類對(duì)診 斷各期肝纖維化等當(dāng)前一些世界性醫(yī)學(xué)難題具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。實(shí)施例根據(jù)圖1一10所示，類顯微三維超聲成像方法的步驟如下
(1)將屏幕B超圖像放大2—3倍，在三維模式下，應(yīng)用常規(guī)腹部與淺表B超探頭進(jìn)行 掃查目標(biāo)；
(2)勻速掃查(平行掃查與扇形掃查)，相鄰的掃描線包涵超聲波的側(cè)向分辨性能；
(3)在三維模式下(超聲儀器或相應(yīng)的工作站所包含的三維模式)，應(yīng)用合適的取樣框 厚度對(duì)形成三維圖像進(jìn)行取樣；
(4)選擇三維圖像的C面，應(yīng)用三維圖像的最小模式(Min)，將圖像再次放大；
(5)經(jīng)過再次放大得到的圖像，可以通過觀察圖像的結(jié)構(gòu)、亮度與形態(tài)，許多極有價(jià)值 的聲學(xué)信息能夠以一定方式表現(xiàn)出來。不具備三維超聲功能的B超儀器，可以通過相應(yīng)的或特殊的工作站或圖像處理器 來協(xié)助完成以上(3)、(4)、(5)步驟，達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)類顯微三維超聲成像；
經(jīng)過上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)步驟，圖像所顯示的實(shí)質(zhì)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)際大小約 0. 05mm，達(dá)到了類似低倍顯微鏡觀察的效果；
所述步驟(1)中B超圖像2— 3倍的放大，是類顯微三維超聲成像放大處理的首次放
大；
所述步驟(2)中相鄰掃描線包含側(cè)向分辨性能的掃描是指一條掃描線本身具有自身的 側(cè)向分辨性能，控制類顯微三維成像的掃描距離與掃描速度可使相鄰掃描線所包含的側(cè)向 分辨性能序列性的結(jié)合；
所述步驟(3)中在三維模式下應(yīng)用厚度合適的取樣框，包括應(yīng)用超聲儀器內(nèi)的取樣功 能(一次取樣或兩次取樣成像)，以及在相應(yīng)的或特殊的工作站或圖像處理器中實(shí)現(xiàn)上述取 樣；合適的取樣厚度是保持C面圖像中所顯示的人體實(shí)質(zhì)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連續(xù)性所需要的 最小厚度；
所述步驟(4)中的C面是指物理學(xué)立體概念中由Y軸與X軸構(gòu)成的平面； 所述步驟(4)中的最小模式(Min)是類顯微三維超聲成像主要觀察模式，其它模式只 作參考；所述步驟(4)中的圖像再次放大是指三維圖像形成之后的放大，一般在20—40倍，部 分超聲儀器具有一定程度的放大功能，也可通過圖像處理器或工作站完成；
根據(jù)圖3所示的乙肝第2期肝纖維化肝臟類顯微三維超聲圖像，圖中顯示肝實(shí)質(zhì)內(nèi)索 條狀強(qiáng)回聲，明顯增厚，不規(guī)則，連接相鄰肝實(shí)質(zhì)。根據(jù)圖4所示的乙肝第3期肝纖維化肝臟類顯微三維超聲圖像，圖中顯示肝間隔 回聲不規(guī)則增厚，邊緣毛糙.，肝實(shí)質(zhì)索條狀回聲明顯增厚，不規(guī)則。根據(jù)圖5所示的乙肝第4期肝纖維化肝臟類顯微三維超聲圖像，圖中顯示多個(gè)肝 實(shí)質(zhì)內(nèi)結(jié)節(jié)樣回聲，單個(gè)肝實(shí)質(zhì)內(nèi)結(jié)節(jié)樣回聲，對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)形成擠壓。根據(jù)圖6所示的代償期乙肝肝硬化肝臟類顯微三維超聲圖像，圖中顯示多個(gè)肝實(shí) 質(zhì)融合，肝實(shí)質(zhì)回聲圖像分布不均，肝間隙回聲增大。根據(jù)圖7所示的失代償期乙肝肝硬化肝臟類顯微三維超聲圖像，圖中顯示多個(gè)肝 實(shí)質(zhì)明顯減少，肝實(shí)質(zhì)回聲圖像分布不均，肝間隙回聲增大。根據(jù)圖8所示的乙肝肝硬化合并增生結(jié)節(jié)的肝臟類顯微三維超聲圖像，圖中顯示 肝實(shí)質(zhì)融合，箭頭處示增生結(jié)節(jié)圖像。根據(jù)圖9所示的乙肝肝硬化合并肝癌的肝臟類顯微三維超聲圖像，圖中顯示肝實(shí) 質(zhì)融合，箭頭處示低回聲、邊緣模糊、周圍管壁被破壞的圖像。根據(jù)圖10所示的健康人腎臟類顯微三維超聲圖像，圖像顯示大量的管徑不一的 官腔回聲。
權(quán)利要求
1.一種類顯微三維超聲成像法，其特征在于包括以下步驟(1)將屏幕B超圖像比例放大，在三維模式下，應(yīng)用常規(guī)腹部與淺表B超探頭進(jìn)行掃查 目標(biāo)；(2)勻速掃查被檢查部位，相鄰的掃描線包涵超聲波的側(cè)向分辨性能，得到B超圖像；(3)在三維模式下，應(yīng)用合適的取樣框厚度對(duì)形成三維圖像進(jìn)行取樣；(4)選擇三維圖像的C面，應(yīng)用三維圖像的最小模式(Min)，將圖像再次放大，完成成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類顯微三維超聲成像法，其特征在于經(jīng)過(1)、(2)、(3)、(4) 后圖像所顯示的實(shí)質(zhì)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)際大小約0. 05mm，達(dá)到了類似低倍顯微鏡觀察的效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類顯微三維超聲成像法，其特征在于所述步驟(1)中屏幕B 超圖像放大是將屏幕B超圖像按圖像與實(shí)際大小之比放大2—3倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類顯微三維超聲成像法，其特征在于所述步驟(2)中掃查方 式為平行掃查與扇形掃查，相鄰的掃描線包涵超聲波的側(cè)向分辨性能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類顯微三維超聲成像法，其特征在于所述的步驟(4)中的圖 像放大可由超聲儀器的放大功能分步實(shí)現(xiàn)或由圖像處理器或工作站協(xié)助完成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類顯微三維超聲成像法，其特征在于所述的三維模式是超 聲儀器或相應(yīng)的工作站所包含的三維模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的類顯微三維超聲成像法，其特征在于所述的步驟(4)將 圖像放大是指按圖像與實(shí)際大小之比將圖像放大20—40倍。
全文摘要
一種類顯微三維超聲成像的方法，應(yīng)用常規(guī)B超探頭進(jìn)行掃查目標(biāo)，圖像放大2-3倍掃查方式為平行掃查與扇形掃查，相鄰的掃描線包涵超聲波的側(cè)向分辨性能在三維成像模式下，應(yīng)用合適的取樣框厚度對(duì)形成三維圖像進(jìn)行取樣選擇三維圖像的C面，應(yīng)用三維圖像的最小模式，將圖像再次放大。本發(fā)明的成像方式突破了超聲波的物理原理在應(yīng)用上的限制，使用3-7MHz的超聲頻率時(shí)，可以觀察到最小約0.05mm的實(shí)質(zhì)組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，達(dá)到了類似顯微鏡觀察的效果；其全新的圖像結(jié)構(gòu)，極大的豐富了超聲圖像的信息，提高了圖像分析的客觀性與準(zhǔn)確性，為多種實(shí)質(zhì)組織疾病的早期診斷及療效觀察提供了新的依據(jù)。
文檔編號(hào)A61B8/00GK102144931SQ20111008841
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月10日
發(fā)明者易君度, 陳莉 申請(qǐng)人:陳莉