[发明专利]一种基于超声图像纹理特征定征生物组织的方法

说明书

一种基于超声图像纹理特征定征生物组织的方法属于超声影像技术领域。此发明从超声B‑mode图像和Nakagami图像中分别提取纹理特征进行信息融合，并生成和显示可以清晰显示组织变性边界的超声图像。利用此发明可以在超声影像中勾勒出变性组织的边界轮廓。结果表明，本发明提出的算法识别出的生物组织变性区面积识别准确度与金标准相比具有高度的一致性。

技术领域

本发明属于超声影像技术领域。

背景技术

超声影像可以被广泛应用于产科、妇科、泌尿科等多个领域，为医护人员检查提供了参考信息。为获得受测组织的超声影像，探头向受测组织发射超声波，并经一定延时后接收到受测组织返回的超声回波。在对超声回波进行波束合成处理后得到若干超声回波数据，并可基于超声回波数据生成对应不同成像时刻的多帧超声影像，通过多帧超声影像的显示，医护人员可获得受测组织的实时影像。然而，在传统的B-mode图像中，生物组织变性部位边界模糊不易识别，使得检测人员不容易准确定位和分辨。Wang等人在《Monitoringradiofrequency ablation with ultrasound Nakagami imaging》中提出了将超声Nakagami-m参数成像应用于生物组织的变性监测领域，但由于噪声的存在以及不同超声系统和变性组织个体之间的差异较大，Nakagami图像在不同的个体中可能显示的效果不尽相同。

发明内容

1.此发明利用现有超声扫描设备，实现了在超声影像中对生物组织变性区域的识别与监测。

2.此发明从超声B-mode图像和Nakagami图像中分别提取纹理特征进行信息融合，并生成和显示可以清晰显示组织变性边界的超声图像。

3.利用此发明可以在超声影像中勾勒出变性组织的边界轮廓。

步骤1：如图1所示，由超声探头扫描目标区域后接收到的回波信号进行波束成形处理，即可得到原始的M行N列的超声背向散射信号矩阵。N列：生成的矩阵中有N条扫描线，M行：每条扫描线中包含M个采样点。两个相邻采样点之间的距离为Intaxi米，两个相邻扫描线之间的距离为Intlat米。

步骤2：对步骤1中得到的背向散射信号矩阵进行包络检测处理得到M行N列的超声的包络信号矩阵。

步骤3：对步骤2中得到的包络信号矩阵进行对数压缩/扫描变换，同时进行尺度缩放后转化为360x360大小的矩阵，再通过256级灰度映射为B-mode图像。

步骤4：对步骤2中得到的M行N列的包络信号矩阵，采用滑动窗口法来估算其大小同样为M行N列的Nakagami-m参数矩阵。其具体实施方式为：采用一个大小为M_wхN_w的矩形滑动框从包络矩阵的左上角第一个元素开始从左向右、从上到下以一个元素为步长逐行滑动遍历整个包络矩阵。每个矩形窗包含M_wхN_w个数据点，M_w＝3хpulselength/Intlat，N_w＝3хpulselength/Intaxi，其中pulselength为超声脉冲长度，表示向上取整，每滑动一次窗口位置，则对窗口内的包络信号的概率密度函数建模为Nakagami分布：

其中Γ(·)表示伽马函数，U(·)表示单位阶跃函数，r表示每一个数据变量。该分布的尺度参数Ω和形状参数m分别可以通过下式计算：

Ω＝E(R²) (2)

其中，E(·)表示统计均值，R表示大小为1xM_w*N_w大小的包络数据向量。由此得到一个大小为(M-M_w)х(N-N_w)的m参数矩阵，再对此矩阵进行三样条插值，得到一个大小为MхN的m参数矩阵。