[发明专利]一种超声图像数据优化及其造影定量分析方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及超声造影定量分析技术，具体涉及一种超声图像数据优化及其造影定量分析方法和系统。

背景技术

利用微泡的非线性特性，从而在较低声压下，获得与造影剂在血管中浓度相关的造影剂图像，为超声的定量诊断提供了基础，目前已经广泛应用于肿瘤以及心血管疾病的诊断上。

传统超声二维图像是利用不同组织对于超声的不同的散射系数，从而形成不同幅度的回波信号，将此幅度以亮度形式显示，即可形成与组织结构相同的图像。例如肝脏扫描时，边界由于存在阻抗变化，回波信号较强；血管为液性，回波较弱，而血管壁则由于类似边界特性，回波较强；肝脏实质回波适中。灰度信号可以较好地进行结构性组织的分析和诊断，但对于心血管方面则无法体现。利用自相关技术，彩色血流成像可以对较大血管的血流信号，从而对返流、血管狭窄等进行诊断。但限于技术本身，彩色血流成像仅能对速度进行估算，不能定量。

超声造影进一步解决了微血管成像和血流定量的问题。利用微泡非线性特性，可以在较低的声压下产生谐波，由于较低的声压下非血管的信号得到抑制，因此血管内的血流信号得以增强，从而可以实现微血管成像。由于回波强度与造影剂浓度相关，对图像信号的定量分析可以对血流的特性做定量分析。进而判断肿瘤、缺血等病理特征。

对造影感兴趣区域(ROI)回波均值随时间变化以曲线的形式给出，即是造影时间强度曲线。通过对ROI(region of interest)区域的回波信号均值随时间变化的曲线，通过Gamma曲线拟合获得特性曲线，即可由此曲线获得造影的峰值(PI，Peak intensity)、峰值时间(PIT，Peak intensity time)、峰值宽度(PW，Peak width)、平均渡越时间(MTT，Mean transmit time)等参数，并据此获得定量化的诊断结果。

造影定量分析的一大难题是获得稳定的评估数据。例如心肌造影时，需要准确地获得心脏组织位置，从而对同一ROI位置进行定量分析，以判断心肌的供血情况。由于心脏是规律博动，一个解决方法是使用ECG(electrocardiogram，心电图)触发，采用同一心动周期位置的图像序列作为数据源。在腹部造影时，由于呼吸的影响，造成组织位置的移动，从而使原来的ROI对应位置发生改变，会影响数据的准确性。另一种方法是做组织运动检测，从而使ROI在特定的位置固定，这种方法存在判断不准确的风险，因为呼吸过程组织的形态会发生变化，并且由于组织的挤压，呼吸过程的血流状态会发生突变。另外还有一些改进TIC准确度的方法，其原理主要针对于成像阶段，例如解决不同组织深度下同等造影强度回波差异、超声的造影微泡破坏性因素造成TIC随时间变化、超声发射衰减造成深度发射检测差异等，但都比较复杂，操作不便。

可见现有技术中存在一定的缺陷，需要进一步地改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声图像数据优化及其造影定量分析方法和系统，其能够优化超声图像数据，通过去除无效帧数据，获得相对稳定的评估数据，有效保证超声图像数据定量分析的准确性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种超声图像数据优化方法，其包括：

对一段时间内的图像帧进行相关性检测；

根据相关性检测结果，利用阈值判断去除无效图像帧。

基于上述方法，本发明应用到造影定量分析上，可以采用如下步骤：

对一段时间内连续的造影图像帧进行相关性检测；

根据相关性检测结果，利用阈值判断去除无效图像帧；

对去除无效图像帧后的剩余图像帧进行数据重组；

根据重组结果拟合造影时间强度曲线；

依据此特性曲线获得造影特性参数。

基于上述方法，本发明还提供了一种超声成像系统，包括：图像处理单元，用于对图像数据进行造影定量分析处理的定量分析处理器，和用于输入并存储分析参数的参数控制器；所述定量分析处理器包括：图像数据接收单元，用于从所述图像处理单元接收一段时间内的图像帧数据；相关性检测单元，用于计算相邻图像帧之间的相关性参数，建立与图像帧顺序对应的相关性参数集合，将此集合作为相关性检测结果；阈值比较单元，用于将相关性检测结果与所述参数控制器输入的阈值进行比较，选择出无效帧数据；数据重组单元，用于根据所述阈值比较单元的结果，去除无效图像帧，输出优化后的图像帧数据；曲线拟合单元，用于根据所述数据重组单元后的结果拟合造影定量分析特性曲线，并输出至所述显示器。