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龙图腾网获悉河北港口集团有限公司秦皇岛中西医结合医院申请的专利一种用于乳腺超声图像的三维重建和病变检测系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119540463B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411682717.9，技术领域涉及：G06T17/00；该发明授权一种用于乳腺超声图像的三维重建和病变检测系统是由杨文静;宋鹏杰;白龙妹设计研发完成，并于2024-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于乳腺超声图像的三维重建和病变检测系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于乳腺超声图像的三维重建和病变检测系统，包括超声数据采集单元、乳腺超声图像预处理模块、三维重建模块、病变检测与分类模块、数据存储与管理模块、报告生成与显示交互模块，超声数据采集单元用于采集乳腺超声图像，乳腺超声图像预处理模块用于图像预处理，三维重建模块用于图像三维重建，病变检测与分类模块用于检测和分类乳腺病变，数据存储与管理模块用于存储和管理数据和检测报告，报告生成与显示交互模块用于提供报告和交互界面，本发明一种用于乳腺超声图像的三维重建和病变检测系统，提出基于层析成像的乳腺超声图像三维建模算法对乳腺图像三维重建，提出基于模糊神经网络的乳腺病变检测算法对乳腺病变进行检测识别。

本发明授权一种用于乳腺超声图像的三维重建和病变检测系统在权利要求书中公布了：1.一种用于乳腺超声图像的三维重建和病变检测系统，其特征在于，包括超声数据采集单元、乳腺超声图像预处理模块、三维重建模块、病变检测与分类模块、数据存储与管理模块、报告生成与显示交互模块；其中，所述超声数据采集单元用于收集乳腺超声图像数据，获取高质量的原始图像信息，为后续处理提供基础；所述乳腺超声图像预处理模块用于对采集到的超声图像进行滤波降噪、增强对比度以及图像边缘保持的预处理操作；所述三维重建模块包括图像配准单元与三维建模单元；所述图像配准单元用于将不同视角和时间点获取的超声图像进行空间对齐；所述三维建模单元根据基于层析成像的乳腺超声图像三维建模算法，用于配准后的二维超声图像构建三维模型，乳腺组织与病变的立体结构能够被准确呈现和分析；所述病变检测与分类模块包括特征提取单元与分类识别单元；所述特征提取单元用于从乳腺超声图像中提取关键信息，包括乳腺形态、纹理和边界特征，为分类提供丰富的局部和全局特征数据；所述分类识别单元基于模糊神经网络的乳腺病变检测算法，用于根据提取的特征对乳腺病变进行分类与识别；所述数据存储与管理模块用于存储和管理患者的超声图像数据和检测报告；所述报告生成与显示交互模块用于生成检测报告并提供用户交互界面；所述三维重建模块包括图像配准单元与三维建模单元，所述图像配准单元通过精确的图像配准技术对比不同视角下和时间点获取的超声图像，调整超声图像的位置和角度，图像准确叠加，为三维建模提供准备，保证后续三维模型的准确性和一致性；所述三维建模单元提出基于层析成像的乳腺超声图像三维建模算法通过整合配准后的二维图像数据，构建出乳腺组织的三维模型，三维模型的精确构建和高效渲染，使得系统能够对乳腺病变区域进行立体展示和精确定位，首先，通过层析成像技术从多个角度获取乳腺超声图像信息，重建物体内部的结构，以获得给定声源、频率和复数值声速下的压场信息，具体公式表示为： 其中，U表示为压场，表示为拉普拉斯算子，C表示为复数值声速，ΔΩ表示为声源项，Ω表示为角频率，具体公式表示为： Ω＝2πf 其中，f表示为频率，通过模拟超声波在三维空间中的传播，为后续的声速分布重建打下基础，然后，采用有限差分方法将空间和时间划分为小的、有限的间隔，然后在这些间隔上求解导数，通过将连续的偏微分方程离散化为一组能够求解的代数方程来进行求解，模拟波在三维空间中的传播，并通过计算在给定声源和介质属性下的压力分布得到在对应网格点处的声源项，具体公式表示为： 其中，ΔΩi,j,k表示为在网格点i、j、k处的声源项，Ui,j,k在网格点i、j、k处的压场值，Δx2、Δy2、Δz2分别表示为沿x、y、z方向的空间步长，x、y、z分别表示为水平方向乳腺超声信息、垂直方向乳腺超声信息以及深度方向乳腺超声信息，i、j、k分别表示为沿水平方向、垂直方向、以及深度方向的方向索引，用于访问和计算三维空间网格中每个点的值，每个索引代表一个对应的网格点，共同定义了三维空间中的位置，其次，在获得初始压场后，定义一个代价函数E来衡量模拟波场与观测波场之间的差异，并迭代更新声速C以最小化代价函数，代价函数具体公式为： 其中，EΩ,C表示为代价函数，e表示为残差，H表示为共轭运算，eΩ,C的具体计算公式表示为： eΩ,C＝UobsΩ,C-DobsΩ,Ctrue 其中，Uobs表示为模拟波场，Dobs表示为观测波场，Ctrue表示为真实声速，声速的迭代更新公式表示为： 其中，Cp+1表示为第p+1次迭代的声速，Cp表示为第p次迭代的声速，α表示为迭代更新步长，表示为代价函数的梯度，通过迭代更新声速，能够得到最优声速分布，从而实现乳腺组织的三维建模，其次，在迭代更新声速并得到最优声速分布后，进行乳腺超声图像的三维重建，以获得乳腺组织的三维声速图，利用优化后的声速模型进行三维波场模拟，在每个网格点上评估声波的传播，从而得到乳腺组织的详细三维结构，具体公式表示为： 其中，Copt表示为通过声速迭代更新优化后的声速，Gi,j,k；Ω,Copt表示为三维空间中的格林函数，代表在网格点i、j、k处由于在原点处的点源产生的波场，考虑波从声源传播到接收点的衰减和相位变化，N表示为沿每个空间维度的网格点数，构建最终残差与最终代价函数值的关系，有： 其中，Efinal表示为最终代价函数值，efinal表示为最终残差，通过利用有限差分法求解三维方程，并通过迭代优化声速模型，实现乳腺组织的精确三维重建，在模拟乳腺超声波在三维空间的传播后，比较模拟与实际观测波场，不断更新声速分布直至匹配，实现乳腺组织的精确三维重建。

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