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

Рецепт жизни на молодой Земле: как близкая Луна и водяной пар не давали планете остыть

Около 4,5 миллиардов лет назад молодая Земля пережила столкновение с крупным космическим телом, которое ученые называют Тейей. В результате этого удара внешняя оболочка нашей планеты полностью...

Как на самом деле работает «биоразлагаемая» упаковка и сколько времени она разлагается?

Маркировка «биоразлагаемый» стала одним из самых популярных инструментов в маркетинге потребительских товаров. Ее можно встретить на одноразовой посуде, пакетах, кофейных стаканчиках и упаковке для...

Как подключить видеорегистратор без проводов в салоне? Обзор кабеля прямого подключения TrendVision HardWire Kit 2.0 с USB‑C и универсальным питанием

Убрал провода от видеорегистратора и освободил прикуриватель. С помощью вот такого кабеля прямого подключения TrendVision HardWire Kit 2.0 с коннектором USB‑C и универсальным питанием (12-24 Вольт)...

Почему в американских школах оценки ставят буквами, но там нет буквы E

Система оценивания в американских школах, основанная на буквенных обозначениях (A, B, C, D, F), является одной из самых узнаваемых особенностей образовательной системы США. Это контрастирует с...

WD-40: что скрывает цифра 40 и почему состав не могут повторить 70 лет

Стив Брасс, генеральный директор WD-40 Company, ждал более тридцати лет, чтобы увидеть то, из-за чего его компания стоит сотни миллионов долларов — рукописную формулу легендарной смазки...

Новые смартфоны на российском рынке, май 2026: «флагман» с итальянским дизайном и камерофон от Vivo

Пришло поговорить о новых смартфонах на российском рынке. В мае компании решили одарить россиян новыми моделями среднего класса, а также парочкой флагманов. Один из них предлагает универсальное...