提高准静态弹性成像运动估计精度的算法及其仿体实验研究  

Algorithms of Enhancing the Accuracy of Motion Detection in Quasi-Static Elastography and Experimental Results in Phantoms

作　　者：王彬[1] 凌涛[2] 沈勇[1] 郑海荣[2] 李发琪[1] 

机构地区：[1]重庆医科大学生物医学工程系省部共建超声医学工程国家重点实验室超声医学工程重庆市重点实验室,重庆400016 [2]中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所保罗劳特伯医学影像中心,广东深圳518055

出　　处：《中国医学物理学杂志》2011年第3期2668-2673,2706,共7页Chinese Journal of Medical Physics

基　　金：国家自然科学基金项目资助(No.30830040;30970827)

摘　　要：超声弹性成像作为一种新兴的成像技术手段,可以对病理组织和正常组织的结构性弹性差异进行成像。由于各种良恶性肿瘤以及物理治疗形成的损伤会使得局部组织弹性发生明显变化,因此,采用超声弹性成像检测病变组织或者物理治疗形成的损伤具有重要意义。弹性成像的基础建立在对外力作用下组织运动的精确估计上,在准静态弹性成像中,即为检测轴向外力缓慢施压所造成的组织纵向运动。然而由于非纵向运动,边界条件和设备噪声等因素的影响,实际运动估计中需要通过算法消除各种因素的干扰。本研究采用了一系列方法来提高运动估计的精度,即首先采用二维互相关算法,减小组织横向运动对位移估计的干扰;然后采用分段线性拟合的算法剔除了位移估计中的奇异点,并通过二维中值滤波算法平滑了位移数据;最后采用基于小波变换的低通数字差分算法,成功的抑制了位移数据中的高频噪声对应变估计结果的干扰,并比较了该算法相对于数字低通差分滤波器和直接差分算法的应变估计效果。开展了多层仿体实验和包含有柱状硬物的仿体实验验证了这些算法的可行性。研究表明,通过一系列运动估计算法的改进,可以大大提高运动估计的准确性,降低了图像噪声。As an emerging modality for medical imaging,elastography can distinguish the structural elastic difference between pathological tissues and normal tissues,which can be of important meanings because many kinds of benign or malignant tumors and lesions produced by physical therapy can produce apparent elastic changes to regional tissue.The foundation of elasticity lies on the accurate estimation of tissue motion induced by external force,in the case of quasi-static elastography,the slow compression by the axi...

关 键 词：弹性成像 运动估计 算法 仿体 

分 类 号：R318.6[医药卫生—生物医学工程]