Спекл-шум и повышение качества ультразвуковых изображений

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Обзор | Оффтопик

Преимущества применения ультразвука в медицинской диагностике очевидны: современные ультразвуковые сканеры при сравнительно небольшой цене и размерах позволяют получать изображения с высокой диагностической информативностью, оценивать динамические характеристики движущихся структур. Известны также ограничения и недостатки метода ультразвуковой диагностики. Одной из главных и трудноразрешимых до настоящего времени проблем, является спекл-шум, который значительно влияет на восприятие изображения и приводит к тому, что оно выглядит «зернистым»

Спекл-шум в ультразвуковых медицинских сканерах (как и во всех сканирующих системах с когерентным формированием изображения), вызван энергетическими помехами из-за беспорядочно распределенных отражателей сигнала, слишком мелких для того, чтобы их могла отобразить система. Поэтому, основная задача технологий подавления этих помех, состоит в их выделении и фильтрации без потери полезной информации о структуре тканей. В конечном итоге ультразвуковая «картина» органов и тканей становится более понятной и легкой для «чтения».

Конструкторы ультразвуковых систем во всём мире работают над методами уменьшения или полного удаления шумов. Некоторые из них хорошо известны: усреднение по кадрам (frame averaging) и постобработка (enhancement).

Каждый из этих методов имеет свои недостатки: frame averaging снижает реальную частоту смены кадров, так как полученное в результате обработки изображение является суперпозицией нескольких обработанных кадров. Вследствие этого, изображения подвижных объектов при наложении друг на друга нескольких кадров становится нечетким и размытым.

Результатом работы фильтра постобработки — enhancement (описан как режим «сгладить» или «сгладить сильнее» в программном обеспечении большинства УЗИ аппаратов), является потеря информации о мелких структурах, хотя в целом восприятие полученного изображения становится лучше, чем исходного.

Решение проблемы

Применение различных профессиональных технологий повышения качества эхограмм, например, SRI — Speckle Reduction imaging или ClearView, позволяет избежать недостатков вышеперечисленных методов

Метод

Программные алгоритмы анализируют и распознают объекты на ультразвуковом изображении: объекты низкого уровня – контуры и линии, и объекты высшего уровня — текстуры, области, границы объектов, сами объекты и соотношения между объектами. Затем алгоритм составляет или выделяет изображение, основанное на результатах этого сравнения.

Вычислительные мощности современных персональных компьютеров в сочетании с открытой архитектурой современных УЗИ сканеров, позволили применять встраиваемые модули подавления спекл-шумов в реальном времени.

Результат

На ультразвуковых изображениях кровеносные сосуды, мышцы и другие разнородные ткани состоят из большого числа пикселей, в то время как характер спекл-шума уникален для каждого ультразвукового кадра. Поскольку участки эхо-сигнала с развитой спекл-структурой достоверно отличаются от областей с полезной структурной информацией, программный алгоритм распознает, выделяет и удаляет информацию о спекл-шуме из получаемой эхограммы.

В результате фильтрации улучшается связь между неоднородными участками тканей различных органов, значительно увеличивается пространственное и контрастное разрешение. Эхограмма становится более легкой для «чтения» за счет повышения качества визуализации контуров и структур тканей и мелких деталей. А в целом, образ ультразвукового изображения приближается к качеству снимков, получаемых методом магнитно-резонансной томографии.

Метастатическое поражение печени

Слева — изображение c фильтром «Pure View»: Справа — исходное изображение

Pure View может быть использован в сочетании с другими встраиваемыми модулями программного обеспечения 3DView и PanoView, предназначенными для трёхмерных изображений и панорамных изображений.

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Ультразвуковая диагностика, физиология кровообращения

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

✦ ИИ  «Морские вши» после купания: что это за сыпь и почему это не вши

То, что в быту обычно называют «морскими вшами» у людей, чаще всего не имеет отношения к обычным вшам. Это не паразиты, которые селятся на человеке, не какие-то насекомые и не история про плохую...

Монитор «Электроника» 32ВТЦ-201: в 1984 году его сделали из переносного телевизора

«Электроника» 32ВТЦ-201 выглядит как компьютер «всё-в-одном», хотя на самом деле это просто цветной монитор. А всё потому, что его сделали из обычного советского телевизора, причём переносного.

Ленсойс Мараньенсес: самая странная пустыня на планете, где воды больше, чем песка

В северо-восточной Бразилии, в штате Мараньян, находится национальный парк Ленсойс Мараньенсес. Это место с первого взгляда кажется классической пустыней. Только белоснежные дюны и растительности...

Советские материалы, опередившие своё время: 5 разработок, которые используются до сих пор

  • Тематическая подборка
  • Оффтопик
В середине XX века Советский Союз демонстрировал впечатляющие достижения в науке и промышленности. Несмотря на отдельные отставания в некоторых областях, в материаловедении советские учёные и...

✦ ИИ  Почему соломенные крыши не протекали: принципы конструкции и технологии укладки

Крыши из соломы — традиционный элемент архитектуры во многих регионах мира. Их успешно использовали веками: иногда заменять покрытие требовалось один раз в 50-80 лет. Разберём...