高强度聚焦超声图像的去标记算法研究

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1、髙强度聚焦超声图像的去标记算法研宄摘要：商强度聚焦超声(HIFU)技术是一种治疗肿瘤的微创消融技术，手术屮目标肿瘤通常是由操作医师人工分割获得的，这种方法的效率较低，但在使用自动分割方法时，往往面临HIFU图像本身质量较差，且其上有专家标记等问题。针对此M题，利川超声图像的噪声特点，提出-•种HIFU图像的去标记算法，以达到对HIFU图像预处理的目的。实验表明，此算法可以有效的去除图像的标记信息，提高图像的质量。关键词：H1FU；去标记；阁像增强中图分类号：TN911.73文献标识码：AStudyontheDeLa

2、belingAlgorithmofHighIntensityFocusedUltrasoundImageYuanJianzhen^,HucingHuiming,HuMingfei(WuhanUniversity，SchoolofPhysicsandTechnology,Wuhan430072,China)Abstract:HighIntensityFocusedUltrasoundasaminimallyinvasivetreatmentoftumorablationtechnology,inHIFUoperati

3、onthetargettumorisusuallydeterminedbythedoctorsmanualsegmentation，andtheefficiencyofthismethodisnothigh,however,intheuseofautomaticsegmentationmethodoftenfaceHIFUimagequalityispoor，andithasexpertlabelandotherissues.Toovercomethisproblem，thispaperproposedadelab

4、elingalgorithmbasedonthenoisefeatureofultrasonicimage,andthealgorithmcanachievethepurposeofpreprocessingtheHIFUimage.TheexperimentresultsshowthatthealgorithmKeywords:HIFU；removemarkets；Imageenhancement0引言目前，外科手术是治疗固态肿瘤最常见的一种传统方法。但外科手术通常伴随着较H的发病率和死亡率，而且术后病人恢缓慢。

5、自上世纪90年代起，新技术的发展进步催生了从传统的外科手术到非佼入式技术的转变。除了放射性疗法，冷冻或激光消融术，高强度聚焦超声(HighIntensityFocusedUltrasound,简记为HTFU)技术都是最为普遍使用的非侵入式消融治疗肿瘤的技术手段:1］。高强度聚焦超声技术在临床中存在很大的优势，不开刀，不留疤痕，可以实时检测的治疗，不受肿瘤大小限制，总费用低等。目前H1FU技术已经被成功的应用于实体肿瘤治疗的很多领域［2包括子宫肌瘤、肝脏肿瘤、乳腺肿瘤、骨肿瘤、前列腺肿瘤、肾肿瘤和其他一些实体恶性肿

6、瘤中。虽然HTFU技术有其不可替代的优势。然而HTFU图像其他医学图像比较，也有其缺点，如分辨率低，信噪比低等。要想利用HTFU图像作为导航数据实现肿瘤的精确定位及检测分割，首先必须要做好HIFU图像的预处理，对HIFU图像进行去标记的预处理具有重大的研宂意义。本文以重庆医科大学第一附属医院提供的带有专家标记肿瘤区域的H1FU阁像为材料，对H1EU阁像的去标记算法进行了研究。1高强度聚焦超声图像简介HTKJ治疗系统一般由探头、床体、计算机控制台等组成。图1给出了系统的组成图。治疗时,病人俯卧在床体上，高强度超声巾位

7、于下侧的探头激发并穿过腹部聚焦于靶区，医生通过计算机控制台观察病灶、实施治疗过程。图2给出了病人治疗的体位示意图和探尖组成示意图。治疗探尖发出高强度超声，该超声通过位于外侧的环状的聚焦换能器聚焦于靶区。由于是基于超声图像的导航，用于导航的超声成像探头与治疗探头集成，位于治疗探头的中间上方。由于探头不能直接接触皮肤，为了减轻超声在空气中传播导致的衰减，探头被置于一个水槽中，这是因为超声在水中传播的衰减系数远低于在空气中传播的哀减系数。此外探头置于水槽中，也能散热。图1高强度聚焦超声治疗系统的结构组成实物图。Fig.l

8、IllustrationthestructureofHIFUtherapysystem图2高强度聚焦超声治疗示意图。Fig.2IllustrationthediagramofHIFUtherapy由于用于导航的超声成像探头的装配方式与普通手持式超声成像探头不同，因此高强度聚焦超声图像质量也与普通超声图像不同。由于川于导航的超声成像探头与治疗探头集成并置于一个