УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОСЫ М РЕЖИМА СЕРДЦА НА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ СНИМКАХ

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в медицинских системах для определения и подавления полосы М режима, что является достаточно важным этапом предобработки ультразвуковых снимков.
В настоящее время в медицину повсеместно внедряются автоматизированные технологии. Наиболее распространенными системами обработки кардиологических данных являются системы регистрации и обработки электрокардиограмм, системы регистрации данных обследований и подготовки отчетов. Однако, менее распространена автоматизированная обработка данных ультразвуковых обследований сердца из-за наличия на изображениях помех и шума. Одним из видов помех является полоса М режима.
Известно несколько устройств фильтрации и подавления помех. Например, устройство для сглаживания импульсной помехи (патент №2024056 от 30.11.1994), устройство для ранговой фильтрации (патент №2015551 от 30.06.1994), устройство фильтрации особенностей изображения на основе непрерывного вейвлет-преобразования (патент №61441 от 27.03.2007).0днако, указанные устройства не работают с ультразвуковыми изображениями.
Технической задачей настоящего устройства является определение полосы М режима. Для ее нахождения выполняется градиентное интегральное преобразование по окружности и поиск полосы, на которой расположено максимальное число окружностей.
На основе данного определения в устройстве реализуются следующие этапы вычислений:
- Выделение полезной части ультразвукового снимка и определение его вершины;
- Вычисление характеристик модуля градиента (M(t), Ф(t));
- Бинаризация изображения (B(t)) по значению модуля градиента M(t) с порогом, равным удвоенному среднему;
- Выполнение градиентного интегрального преобразования по окружности (H(t));
- Поиск полосы с максимальным количеством окружностей;
- Вычисление средней яркости в области полосы изображений;
- Замена яркостей в окрестностях найденных окружностей полосы М режима на средние значения.
На чертеже представлена структурная схема устройства определения ЛЖ сердца. Устройство состоит из ультразвукового датчика - блок 1; ультразвукового аппарата - блок 2; устройства захвата видео - блок 3; блока разбивки на кадры - блок 4; буфера типа FIFO - блок 5; блок вычисления модуля и угла направления модуля градиента и бинаризации - блок 6; блок градиентного интегрального преобразования по окружности - блок 7; блок поиска полосы М режима - блок 8; блок подавления полосы - блок 9; управляющее устройство - блок 10.
Устройство работает следующим образом. Ультразвуковой датчик, приложенный к области сердца человека, (блок 1) формирует сигнал, который предается ультразвуковому устройству (блок 2), визуализирующему его. Устройства захвата (блок 3) получает видео последовательности через интерфейс S-Video и передает блоку 4, который выполняет разбивку видео на отдельные кадры. Полученные снимки сохраняются в буфере FIFO (блок 5). Из данного буфера они поступают на вход блока 6. Блок 6 выполняет определение характеристик вектора градиента для каждой точки. После вычисления модуля M(t) производится бинаризация по удвоенному среднему значению. Блок 7 на основе найденных бинарного изображения B(t) и угла направления вектора градиента Ф(t) выполняет градиентное интегральное преобразование по окружности (вычисление акуммуляторной функции H(t)), в результате чего вычисляются центры окружностей, чье появление наиболее вероятно. Блок 8 осуществляет построение полос из центра снимка под углами от -45 до 45° и подсчет количества окружностей, лежащих на полосах. Та полоса, на которой находится максимальное количество окружностей, считается полосой М режима, значения которой усредняются блоком 9. Управляющее устройство определяет, параметры захвата кадров, значения радиусов окружностей, которых требуется искать, условия отбора найденных окружностей.
Источники информации
1. Rizon М., Haniza Y-, Saad P., Yeon Md Shakaff A., Saad A.R., Sugisaka М., Yaacob S, Mamat M.R., Karthigayan М. Object detection using circular hough transform. American Journal of Applied Sciences 2 (12), 2005. Pp.1606-1609,
2. Лабунец В.Г., Чернина С.Д. Теория и применение преобразования Хо. Зарубежная радиоэлектроника, №10,1987, С.48-56.