[发明专利]一种基于超声射频流分析的肝组织微结构的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声医学技术领域，特别涉及一种基于超声射频流分析的肝组织微结构的检测方法。

背景技术

肝脏组织是一个具有弹性的随机分布的不均匀散射体，其基本单位是肝小叶，肝小叶之间由少量结缔组织分隔，肝纤维化后肝小叶遭破坏以及结缔组织的比例增加，导致正常肝组织与肝纤维化组织的微结构存在显著差异，这种微结构的差异导致了肝弹性的不同，因此通过对肝组织微结构的检测，观察肝组织微结构是否发生变化，以作为医生判断肝纤维化时的一种依据。

超声组织定征是观察组织微结构的最有前景的技术，传统的用于肝组织的超声组织定征主要有以下两类方法：

第一种方法是使用B超图像灰度的统计方法，主要采用B超图像灰度纹理法和统计模型法，该方法中由于使用了超声图像灰度，因此受超声诊断仪的型号、TGC的调整等成像参数的影响很大，导致不同仪器的检查结果一致性差。

第二种方法是使用同一帧背散射回波RF信号的频谱分析方法，具体做法是采用宽频超声探头，获取某一帧射频信号，选取感兴趣区，对感兴趣区内的声束逐条频谱分析，提取谱参量，实验表明不同组织之间、同一组织不同病变状态的谱参量存在差异。已广泛应用于动物实验及初步的人体临床实验(比如前列腺癌、甲状腺癌、乳腺癌，肝等的识别)，研究已经证实其谱参量能有效反映组织微结构的构成和特征。但肝组织是非浅表器官，在体检查时超声波传播所经历的路径受生物体的个体差异影响较大，且其同一条回波声束的谱分析需要深度衰减补偿，这些因素都影响了定征精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于超声射频流分析的肝组织微结构的检测方法，该方法能够检测出肝组织微结构是否发生变化，与其他肝组织的参数信息进行结合后可以作为医生判断早期肝纤维化时的定量参考信息。具有检测方法简单及准确度高的优点。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于超声射频流分析的肝组织微结构的检测方法，包括以下步骤：

(1)使用超声探头扫描肝脏包膜下的肝组织区域，获取肝组织区域的连续P帧超声回波射频RF信号，解调某一帧得到超声回波射频RF信号的B型图；

(2)在B型图上选择感兴趣区域ROI，获取感兴趣区域ROI内每一像素点同一空间位置的连续P帧超声回波射频RF信号，形成数据长度为P帧的RF时间序列的射频流；

(3)获取感兴趣区域ROI内的每个射频流的Higuchi分形维数FD特征；

(4)对每个射频流进行快速傅里叶变换，计算每个射频流的功率谱；

(5)将区域ROI所有射频流的Higuchi分形维数FD特征和功率谱分别作平均处理；

(6)针对平均处理后的功率谱，提取功率谱特征；

(7)使用一个预先训练好的神经网络模型，将步骤(5)中平均处理后的Higuchi分形特征及步骤(6)中的功率谱特征输入到预先训练好的神经网络模型中，根据神经网络模型的输出确定肝组织微结构是否发生变化及判断变化程度。

优选的，所述步骤(2)中B型图区域ROI的大小M1×M2，其中M1为区域ROI横向上的像素点个数，M2为区域ROI竖向上的像素点个数；在区域ROI上包含有M1×M2个数据长度为P的RF时间序列射频流。

优选的，所述步骤(3)中射频流Higuchi分形维数FD特征获取过程如下：

(3-1)首先对每个射频流的时间序列{x(m)}进行相位空间重构，将它在某些固定的时间延迟点的值作为新维处理，得到某个多维空间的一点：

其中为相位空间的维数，它是一个整数，m为起始时间，k为固定延迟，N为该序列的总长；其中N＝P；

(3-2)计算时间序列的平均长度为：

得到平均长度和L(k)为：