Page 99 - 《应用声学》2021年第1期

第 40 卷 第 1 期 章希睿等： 奇异值分解滤波器在超声造影成像的应用及性能分析 95

表 3 I α 在不同取值下的 SNR 及 CTR 指标 (M = 103、I α = 2)
Table 3 SNRs and CTRs under different values of I α (M = 103, I α = 2)

处理方法 SNR 均值/dB CTR 均值/dB SNR 方差/dB 2 CTR 方差/dB 2
不做 SVD 滤波 17.22 7.39 0.42 0.16
做 SVD 滤波 (I β = 21) 21.42 14.61 0.92 3.65
做 SVD 滤波 (I β = 31) 20.53 14.78 1.14 3.09
做 SVD 滤波 (I β = 41) 19.90 14.87 1.18 3.02
做 SVD 滤波 (I β = 52) 19.15 14.94 0.86 2.99
做 SVD 滤波 (I β = 62) 18.59 14.99 0.60 3.00
做 SVD 滤波 (I β = 72) 18.18 15.04 0.47 3.04
做 SVD 滤波 (I β = 82) 17.79 15.08 0.38 3.08
做 SVD 滤波 (I β = 93) 17.40 15.11 0.45 3.07

(2) 造影图像的 SNR 性能由批处理帧数、组织 管造影等组织残留信号较强的临床应用场合。
残留阈值和噪声阈值共同决定。具体而言，批处理
帧数越多，SNR 性能越好；组织残留阈值索引在越 3 结论
过奇异值曲线拐点后，SNR 呈现逐渐下降的趋势，
本文提出了一种在脉冲序列处理后增加联合
采用奇异值曲线拐点作为组织残留阈值是一种普
空时 SVD滤波器的造影图像增强方法，由于是非频
适性的优化策略，该结论在文献 [17] 也得到了印证；
域方法，可有效解决传统频域滤波方法难以克服的
较为激进、严格的噪声阈值选取策略固然能够提升
频带重叠问题，能够达到同时提升造影图像SNR和
图像SNR，但会相应提升微泡小信号被抑制的风险，
CTR 的目的。基于犬肝脏造影数据的仿真实例验
导致造影图像丢失细节信息。
证了所提出方法的有效性，并且通过详尽的性能分
(3) SVD 滤波器会导致造影图像出现闪烁现
析实验，更加全面、充分地论证了 SVD 滤波器在提
象，批处理帧数是决定其程度的关键因素，组织残
升造影图像性能方面的优越性。此外，本文还总结
留阈值和噪声阈值的影响比较有限。因此，可适当
得到适用于常规造影成像的 SVD 滤波器系数优化
增大批处理帧数，将闪烁现象控制在可以接受的范
策略，为该方法后续的产品实现和应用打下了扎实
围内，同时还须考虑到批处理帧数对图像 SNR 和
的基础。
CTR的影响，力求达到三方面性能的平衡。此外，还
可使用帧相关等时域平滑类算法以及采用重叠式
致谢 感谢迈瑞超声Resona 7开发团队在前端数据
批处理子集划分进行SVD滤波，进一步改善图像闪
采集与解析方面提供的技术支持，为本文的方法验
烁现象。
证及性能分析奠定了坚实的基础。
另外值得一提的是，作为一种非频域的处理方
法，SVD 滤波器的性能受发射频率的影响较小 [23] 。
相比之下，脉冲序列技术更容易受到发射频率的影 参 考 文 献
响 [23] 。以应用最为广泛的SonoVue造影剂为例，脉
冲序列技术在低频条件下的造影性能优于高频条 [1] Ophir J, Parker K J. Contrast agents in diagnostic ultra-
件，其应用场合受到限制。本文在脉冲序列处理后 sound[J]. Ultrasound in Medicine & Biology, 1989, 15(4):
319–333.
增加SVD滤波器的方法，一定程度弱化了常规造影
[2] 刘吉斌, 王金锐. 超声造影显影 [M]. 北京: 科学技术文献出版
成像性能对发射频率的要求，应用面得以拓宽。 社, 2010.
综上所述，在造影脉冲序列处理后增加SVD滤 [3] 章希睿, 张明博, 桑茂栋, 等. 医学超声造影成像的新技术研
究进展 [J]. 中国生物医学工程学报, 2016, 35(2): 225–233.
波器，能够同时提升造影图像的 SNR 和CTR，尤其
Zhang Xirui, Zhang Mingbo, Sang Maodong, et al. Re-
对后者的提升较为显著，特别适用于乳腺造影、血 view on state-of-the-art of contrast-enhanced ultrasound