[发明专利]基于二维递归滤波的超声波脂肪肝散射粒子提取方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于二维递归滤波的超声波脂肪肝散射粒子提取方法及其系统。

背景技术

B型超声成像(简称B超)检查是确诊有无脂肪肝的重要依据，也可用来检测其发展过程，且简便价廉不会给患者带来痛苦和损害。因此，目前B超检查已作为诊断脂肪肝的首选方法，并可用于人群脂肪肝发病率的流行病学调查。B超检查可以清晰地显示肝脏轮廓及肝实质的形态和结构，肝脏的各种不同病变能够显示不同的声像图，从而对各种肝病作出病因诊断。目前通过B超检查可以确定肝脏肿瘤、肝脓肿、脂肪肝等许多疾病。B超可检出肝脂肪含量达30％以上的脂肪肝，超声诊断敏感性可达90％。

肝组织以肝小叶为基质，并由分隔肝小叶的结缔组织、血管网、肝管等组成。对超声检查起主要贡献的是胶原蛋白，而胶原蛋白主要集中在结缔组织等叶间组织中，可近似视为散射粒子。脂肪肝的病变组织(脂肪肝散射粒子)由于组织内脂肪的堆积，使其密度比正常肝组织高，因而对超声波产生较强的反射波(高回声)。

与正常肝图像相比，脂肪肝有其特征性声像学改变：①肝区前场存在点状高回声(明显高于脾脏和肾脏)；②肝区后场出现回声衰减，光点稀疏；③肝内管道结构显示不清；④肝脏轻度或中度肿大，肝前缘变钝。凡具备第1项加其余1项以上者可确诊为脂肪肝，仅具备第1项者作为疑似诊断。

超声波在肝组织内的散射可分为三类：散射体远大于超声波波长、散射粒子尺寸与超声波波长等数量级和散射粒子尺寸远小于超声波波长。超声探头所接收的信号为三者信号的迭加。超声波脂肪肝散射粒子的回波信号与脂肪病变组织的密度和体积有关。若脂肪病变组织密度高，则对应的超声图像的光点较亮(即图像像素的灰度值高)；若脂肪病变组织体积大则对应的超声图像的亮光斑的尺度较大。脂肪肝的原始图像中，亮光斑成片的区域即脂肪病变组织。提取脂肪肝散射粒子实际上就是由脂肪肝超声波图像提取图像中的灰度值高的像素集合。

因此，脂肪肝散射粒子的尺度和密度对于确定脂肪肝的严重的程度至关重要，有效提取脂肪肝散射粒子的信号是正确诊断脂肪肝的前提。但是，脂肪肝散射粒子的回波与系统噪声在空域和频域混迭的，因为两者同属宽带信号，现有的二维离散傅立叶变换或二维离散小波变换方法去除系统噪声、频率干扰时，或提取脂肪肝特征时，在滤除系统噪声的过程中，有可能将脂肪肝散射粒子的响应信号滤除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于二维递归滤波的超声波脂肪肝散射粒子提取方法及其系统，基于该发明，可以有效地提取脂肪肝散射粒子信号，提高脂肪肝临床诊断的准确性。

本发明一种基于二维递归滤波的超声波脂肪肝散射粒子提取方法，在获取包含脂肪肝散射粒子的超声波数字图像后，进行如下处理：垂直方向滤波步骤，使用第一递归数字滤波器对所述超声波图像进行垂直方向的滤波；水平方向滤波步骤，对垂直方向滤波后的结果使用第二递归数字滤波器进行水平方向的滤波；脂肪肝散射粒子提取步骤，根据预置的阈值，基于水平方向滤波后图像提取脂肪肝散射粒子。

在上述的超声波脂肪肝散射粒子提取方法，优选所述垂直方向滤波步骤和所述水平方向滤波步骤中，所述第一递归数字滤波器的传递函数H(z₁)和所述第二递归数字滤波器的传递函数H(z₂)分别为：