论文部分内容阅读
高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)已经成为继手术、放疗、化疗之后,一种全新的肿瘤治疗手段。全程地实时监控以及客观的组织损伤程度评价方法,是确保HIFU治疗效果、避免造成周边正常组织损伤的关键,也是业界学者讨论的热点。目前,靶区组织的损伤程度主要是由医生根据B超实时监控图像凭经验来判断,缺乏客观性、科学性。为实现HIFU治疗中组织损伤程度的可视化,本文提出改进的灰度级-彩色变换法以及基于相关系数的HIFU监控图像伪彩色处理方法。所做的主要工作有:(1)图像的预处理。将治疗前后B超监控图像进行格式转换、配准、ROI提取以及归一化处理,提高了伪彩色处理效率,降低了不具医学意义的灰度差异以及图像移位所产生的误差。(2)改进灰度级-彩色变换法。对治疗前后监控图像进行剪影处理,并将得到的剪影图像与治疗后图像融合,增强了组织的损伤区域;利用K-means聚类算法设定分段变换函数的阀值,充分结合了B超监控图像的特点。仿真结果表明:这种方法得到的伪彩色图像的颜色域更广、组织损伤信息更明了。(3)提出基于相关系数的HIFU监控图像伪彩色处理方法。首先提取蕴含组织损伤信息的相关系数矩阵,然后将相关系数矩阵映射到HSI颜色空间的色调分量H,并将色彩的心理感知理论应用其中。与传统的伪彩色编码方法相比,该方法得到的伪彩色图像更符合人的视觉习惯、图像颜色与组织损伤信息联系更紧密、焦点区域组织损伤信息更加丰富。本文围绕伪彩色处理技术在HIFU治疗中组织损伤程度可视化的应用上做了大量研究工作和探索,可为HIFU设备操作者提供直观、可靠的组织损伤信息,有利于促进HIFU技术的后续发展和临床应用。