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    重庆时时彩现场开奖视频直播: 超声造影成像分析方法及系统.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410258512.8

    申请日:

    2014.06.11

    公开号:

    CN105596026A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):A61B 8/00申请日:20140611|||公开
    IPC分类号: A61B8/00; G06T11/00 主分类号: A61B8/00
    申请人: 深圳开立生物医疗科技股份有限公司
    发明人: 冯乃章; 朱建武
    地址: 518052 广东省深圳市南山区玉泉路毅哲大厦4楼
    优先权:
    专利代理机构: 深圳市深软鸿皓知识产权代理有限公司 44338 代理人: 朱民
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410258512.8

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种超声造影成像分析方法,其包括:提供超声造影图像;从上述超声造影图像中选取感兴趣区域;计算每一帧造影图像感兴趣区域内的信号强度,建立原始时间强度曲线;对所建立的原始时间强度曲线(TIC)进行第一次曲线拟合,并计算第二次曲线拟合所需参数;以及根据上述计算出的第二次曲线拟合所需参数和可以选择的拟合模式进行第二次曲线拟合,然后根据第二次拟合得到的时间强度曲线计算出造影特征量化参数。对应上述方法,本发明还提供一种超声造影成像分析系统,该超声造影成像分析方法和系统可获得直观的时间强度曲线和合理的量化参数。

    权利要求书

    1.一种超声造影成像分析方法,其特征在于,该方法包括:
    提供超声造影图像;
    从上述超声造影图像中选取感兴趣区域;
    计算每一帧造影图像感兴趣区域内的信号强度,建立原始时间强度曲线;
    对所建立的原始时间强度曲线(TIC)进行第一次曲线拟合,并计算第二次曲
    线拟合所需参数;
    根据上述计算出的第二次曲线拟合所需参数和可以选择的拟合模式进行第
    二次曲线拟合,然后根据第二次拟合得到的时间强度曲线计算出造影特征量化参
    数。
    2.根据权利要求1所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,所述感兴
    趣区域为用户使用标志线在上述一帧造影图像上标志一个封闭区域。
    3.根据权利要求1所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,所述第一
    次曲线拟合之前进一步包括去除明显异常超声造影图像帧。
    4.根据权利要求3所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,系统计算
    出感兴趣区域内原始时间强度曲线的平均值,将平均值乘以一定加权系数作为后
    续处理的阈值,然后将平均值与所有原始时间强度值分别求差,将得到的结果再
    与阈值做比较,小于阈值的数据对应的造影图像帧视为异常图像帧,异常帧数据
    将用平均值代替。
    5.根据权利要求1所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,第一次曲
    线拟合之前还包括计算寻找原始时间强度曲线最大值点,其对计算出的时间强度
    曲线进行遍历,寻找最大值点数值和时间,如果出现多个最大值,按照时间顺序
    选择第一个最大值点作为系统最大值。
    6.根据权利要求5所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,所述第一
    次曲线拟合包括:对上述计算出的最大值点之前和之后的数据分别进行两次曲线
    拟合,这两次曲线拟合是同时进行的。
    7.根据权利要求1所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,所述第一
    次曲线拟合采用多项式拟合方式或中值滤波方式进行,用于对原始时间强度曲线
    进行平滑处理,消除波形波动所可能带来的参数计算误差。
    8.根据权利要求1所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,所述第二
    次曲线拟合所需要的参数包括:造影剂到达时间(Arrivaltime,AT)、造影剂
    峰值时间(Timetopeak,TTP)、造影剂峰值强度(Peakintensity,PI)、造影
    剂灌注上升斜率,造影剂消退下降斜率、造影平均时间强度和/或造影剂到达之
    前的平均强度。
    9.根据权利要求1所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,所述第二
    次曲线拟合之前进一步包括,针对第二次曲线拟合函数的特性对上述计算出的第
    二次曲线拟合所需要的参数做一定限制,确保第二次曲线拟合所需参数的合理
    性,确保第二次曲线拟合出的曲线不会出现数学上的错误或明显异常。
    10.根据权利要求1所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,该第二次
    曲线拟合不同于第一次曲线拟合,第二次曲线拟合可以得出一条不同于第一次曲
    线拟合形成的拟合曲线,第二次曲线拟合形成的曲线的函数表达式是已知的。
    11.根据权利要求1和权利要求9所述的超声造影成像分析方法,其特征在
    于,所述新的量化参数包括平均渡越时间(Meantransmittime,MTT)、灌注曲线
    下面积(Areawashin,AWI)、曲线下面积(AreaWashout,AWO)和曲线各点的斜
    率。
    12.根据权利要求1所述的超声造影成像分析方法,其特征在于,选取感兴
    趣区域还包括可以选择性的开启或关闭病灶追踪步骤,该病灶追踪步骤可以保
    证病灶一直在选取的感兴趣区域内,即保证感兴趣区域能够跟踪病灶。
    13.一种超声造影成像分析系统,其特征在于,该超声造影成像分析系统包
    括:
    提供超声造影图像的???;
    从上述超声造影图像中选取感兴趣区域的???;
    计算每一帧造影图像感兴趣区域内的信号强度,建立原始时间强度曲线的模
    块;
    对所建立的原始时间强度曲线(TIC)进行第一次曲线拟合,并计算第二次曲
    线拟合所需要的参数的???;
    根据上述计算出的第二次曲线拟合所需要的参数和选择的拟合模式进行第
    二次曲线拟合,并根据第二次拟合得到的时间强度曲线计算造影特征量化参数的
    ???。
    14.根据权利要求13所述的超声造影成像分析系统,进一步包括:用于去
    除明显异常的超声造影图像帧的???,该??榧扑愠龈行巳で蛟际奔淝慷惹?br />线的平均值,将平均值乘以一定加权系数作为该??楹笮淼你兄?,然后将平
    均值与所有原始时间强度值分别求差,将得到的结果再与阈值做比较,小于阈值
    的数据对应的造影图像帧视为异常图像帧,异常帧数据用平均值代替。
    15.根据权利要求13所述的超声造影成像分析系统,进一步包括:用于寻
    找原始时间强度曲线最大值点的???,该??槎约扑愠龅氖奔淝慷惹呓斜?br />历,寻找最大值点数值和时间,如果系统出现多个最大值,按照时间顺序选择第
    一个最大值点作为系统最大值。
    16.根据权利要求13所述的超声造影成像分析系统,进一步包括:对上述
    计算出的第二次曲线拟合所需参数做一定的限制,用于确保第二次曲线拟合所需
    参数的合理性,确保第二次曲线拟合出的曲线不会出现数学上的错误或明显异常
    的预处理???。

    说明书

    超声造影成像分析方法及系统

    技术领域

    本发明涉及一种超声造影成像分析方法及系统。

    背景技术

    超声造影成像技术是利用造影剂使后散射回声增强,通过观察血流灌注情况
    诊断病灶。超声造影可以为心脏、肝脏、肾脏、胰腺、外周血管、甲状腺、乳腺、
    前列腺、子宫等实质性器官的诊断提供有力依据,也可以辅助肝脏消融手术,评
    价肾脏和肝脏移植手术效果,已成为超声诊断技术中一个十分重要和很有前途的
    发展方向。

    在超声造影诊断中,医生一般根据病灶的造影剂灌注情况来得出诊断结果。
    但是有些情况诊断结论和医生的经验有关,医生根据经验得出的结论有时也比较
    主观。诊断时如果使用了造影成像量化技术,则造影成像量化技术中时间强度曲
    线可以提供比较直观的曲线和量化数据值,这些量化数据值可以辅助医生更加客
    观地评价病灶。

    造影成像量化技术中,时间强度曲线的计算是基于选择的感兴趣区域
    (ROI)。理想情况下造影图像一直在一个诊断切面,病灶一直在选择的感兴趣
    区域(ROI)内,但是实际情况是:由于探头的移动、病人的呼吸会导致造影的
    病灶切面变化或病灶发生运动,进而造成病灶有时候不在或者部分在选定的感兴
    趣区域,此时计算出的时间强度曲线变化剧烈,时间强度曲线图像的效果也非常
    的不理想,此时不利于计算出合理的量化参数。

    发明内容

    鉴于上述分析,有必要提供一种超声造影成像分析方法及系统,可获得直观
    的时间强度曲线和合理的量化参数。

    一种超声造影成像分析方法,其包括:提供超声造影图像;从上述超声造影
    图像中选取感兴趣区域;计算每一帧造影图像感兴趣区域内的信号强度,建立原
    始时间强度曲线;对所建立的原始时间强度曲线(TIC)进行第一次曲线拟合,并
    计算第二次曲线拟合所需参数;以及根据上述计算出的第二次曲线拟合所需参数
    和可以选择的拟合模式进行第二次曲线拟合,然后根据第二次拟合得到的时间强
    度曲线计算出造影特征量化参数。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,所述感兴趣区域为用户使用
    标志线在上述一帧造影图像上标志一个封闭区域。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,所述第一次曲线拟合之前进
    一步包括去除明显异常超声造影图像帧。系统计算出感兴趣区域内原始时间强度
    曲线的平均值,将平均值乘以一定加权系数作为后续处理的阈值,然后将平均值
    与所有原始时间强度值分别求差,将得到的结果再与阈值做比较,小于阈值的数
    据对应的造影图像帧视为异常图像帧,异常帧数据将用平均值代替。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,第一次曲线拟合之前还包括
    计算寻找原始时间强度曲线最大值点,寻找第一时间强度曲线最大值点包括对计
    算出的时间强度曲线进行遍历,寻找最大值点数值和时间,如果出现多个最大值,
    按照时间顺序选择第一个最大值点作为系统最大值。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,所述第一次曲线拟合包括:
    对上述计算出的最大值点之前和之后的数据分别进行两次曲线拟合,这两次曲线
    拟合是同时进行的。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,所述第一次曲线拟合采用多
    项式拟合方式或中值滤波方式进行,用于对原始时间强度曲线进行平滑处理,消
    除波形波动所可能带来的参数计算误差。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,所述第二次曲线拟合所需要
    的参数包括:造影剂到达时间(Arrivaltime,AT)、造影剂峰值时间(Timetopeak,
    TTP)、造影剂峰值强度(Peakintensity,PI)、造影剂灌注上升斜率,造影剂
    消退下降斜率、造影平均时间强度和/或造影剂到达之前的平均强度。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,所述第二次曲线拟合之前进
    一步包括,针对第二次曲线拟合函数的特性对上述计算出的第二次曲线拟合所需
    要的参数做一定限制,确保第二次曲线拟合所需参数的合理性,确保第二次曲线
    拟合出的曲线不会出现数学上的错误或明显异常。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,该第二次曲线拟合不同于第
    一次曲线拟合,第二次曲线拟合可以得出一条不同于第一次曲线拟合形成的拟合
    曲线,第二次曲线拟合形成的曲线的函数表达式是已知的。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,所述新的量化参数包括平均
    渡越时间(Meantransmittime,MTT)、灌注曲线下面积(Areawashin,AWI)、曲线
    下面积(AreaWashout,AWO)和曲线各点的斜率。

    作为上述超声造影成像分析方法的进一步改进,选取感兴趣区域还包括可以
    选择性的开启或关闭病灶追踪步骤,该病灶追踪步骤可以保证病灶一直在选取
    的感兴趣区域内,即保证感兴趣区域能够跟踪病灶。

    一种超声造影成像分析系统,其统包括:提供超声造影图像的???;从上
    述超声造影图像中选取感兴趣区域的???;计算每一帧造影图像感兴趣区域内的
    信号强度,建立原始时间强度曲线的???;对所建立的原始时间强度曲线(TIC)
    进行第一次曲线拟合,并计算第二次曲线拟合所需要的参数的???;以及根据
    上述计算出的第二次曲线拟合所需要的参数和选择的拟合模式进行第二次曲线
    拟合,并根据第二次拟合得到的时间强度曲线计算造影特征量化参数的???。

    作为上述超声造影成像分析系统的进一步改进,用于去除明显异常的超声造
    影图像帧的???,该??榧扑愠龈行巳で蛟际奔淝慷惹叩钠骄?,将平均
    值乘以一定加权系数作为该??楹笮淼你兄?,然后将平均值与所有原始时间
    强度值分别求差,将得到的结果再与阈值做比较,小于阈值的数据对应的造影图
    像帧视为异常图像帧,异常帧数据用平均值代替。

    作为上述超声造影成像分析系统的进一步改进,进一步包括:用于寻找原始
    时间强度曲线最大值点的???,该??槎约扑愠龅氖奔淝慷惹呓斜槔?,寻找
    最大值点数值和时间,如果系统出现多个最大值,按照时间顺序选择第一个最大
    值点作为系统最大值。

    作为上述超声造影成像分析系统的进一步改进,进一步包括:对上述计算出
    的第二次曲线拟合所需参数做一定的限制,用于确保第二次曲线拟合所需参数的
    合理性,确保第二次曲线拟合出的曲线不会出现数学上的错误或明显异常的预处
    理???。

    相较于现有技术,使用本发明的超声造影成像分析方法及系统,可以最大程
    度上抑制探头移动和病人呼吸运动导致的病灶运动带来的计算误差,计算出的拟
    合曲线直观;还可以获得合理的量化参数,真实反映选中区域实际造影灌注效果;
    同时该超声造影成像分析方法及系统还可以通过不同的病灶选择不同的拟合方
    式,计算出相应的造影成像量化分析数据,有效反映病灶特征。

    附图说明

    图1是本发明超声造影成像分析系统的较佳实施方式的应用环境架构图;

    图2是本发明超声造影成像分析系统的较佳实施方式的功能??橥?;

    图3是本发明超声造影成像分析方法的较佳实施方式的流程图;

    图4是本发明超声造影成像分析方法获得的原始时间强度曲线图;

    图5为图4去除较大误差无效帧数据之后的时间强度曲线和第二次曲线拟合
    之后的时间强度曲线图。

    具体实施方式

    如图1所示,是本发明超声造影成像分析系统的较佳实施方式的应用环境架
    构图。该超声造影成像分析系统100应用于超声造影成像分析装置10中,本实
    施方式中,该超声造影成像分析装置10包括处理器11、存储器13、显示器15、
    超声造影成像探头17、信号处理???8和数据传输接口19。

    该超声造影成像分析系统100控制从超声造影成像探头17获取实时超声造
    影视频数据,或控制从数据传输接口19输入外部存储的造影过程的视频数据;
    然后从上述超声造影视频数据中包括的超声造影图像中选取感兴趣区域(ROI),
    并计算每一帧图像感兴趣区域内的信号强度,建立原始时间强度曲线(TIC);然
    后对原始时间强度曲线进行第一次曲线拟合,并计算第二次曲线拟合所需参数;
    最后使用第二次曲线拟合所需参数和可以选择的拟合模式进行第二次曲线拟合
    并显示第二次曲线拟合结果和计算的造影量化参数。

    该处理器11用于执行该超声造影成像分析系统100和该超声造影成像分析
    装置10内安装的各类软件,例如操作系统、超声成像系统应用程序等。该存储
    器13可以是内存、硬盘,或者其他类型的存储卡或存储设备。该存储器13用于
    存储各类数据,例如,文件、图像、视频等信息。该显示器15用于显示各类可
    视化数据。该信号处理???8用于实现超声造影成像分析系统100的算法或计
    算。

    如图2所示,是本发明超声造影成像分析系统100的较佳实施方式的功能模
    块图。使用本发明公开的超声造影成像分析系统100,可以最大程度上抑制病灶
    运动带来的计算误差,使得所计算出的拟合曲线直观,进而获得合理的量化参数。
    这些合理的量化参数可以真实的反映所选中的感兴趣区域的实际造影灌注效果。
    特别地,本发明超声造影成像分析系统100还可以针对不同的病灶选择不同的拟
    合方式,进而计算出相应的造影成像量化分析数据,以保证有效地反映病灶特征。

    在本实施方式中,该超声造影成像分析系统100包括多个功能???,分别是:
    图像输入???11、感兴趣区域设定???12、时间强度曲线计算???13、无
    效数据去除???14、最大值计算???15、第一次曲线拟合???16、第二次
    曲线拟合所需参数计算???17、预处理???18、第二次曲线拟合???19。

    图像输入???11控制从超声造影成像探头17输入超声实时造影过程的视
    频数据或从数据传输接口19输入外部存储的造影过程的视频数据。替代实施方
    式中,该视频数据也可以是存储或缓存在存储器13内的造影过程的视频数据。

    感兴趣区域设定???12根据用户选择的感兴趣区域选择方式来选择感兴
    趣区域,具体地,用户使用标志线在上述视频数据的一帧造影图像上标志一个封
    闭区域,该封闭区域即可定义为用户的感兴趣区域。较佳实施方式中,感兴趣区
    域最好包含需要观察的病灶特征或目标特征部分,上述感兴趣区域选择方式包括
    描迹法、矩形感兴趣区域框和椭圆形感兴趣区域框等方式。这些感兴趣区域选择
    方式可以由系统预先提供,也可以根据用户需求后续增加。

    一实施方式中,该感兴趣区域设定???12包括一病灶追踪???120,该病
    灶追踪???120用于保证病灶一直在选取的感兴趣区域内。具体地,该病灶追
    踪???120以一帧造影图像的感兴趣区域为中心,自动在下一帧造影图像选择
    一个边长为感兴趣区域直径3倍的正方形的感兴趣扩展区域,然后提取该一帧造
    影图像的感兴趣区域内的目标特征(病灶特征)并与下一帧造影图像的感兴趣扩
    展区域内的图像进行匹配,将符合目标特征的图像所在的区域定义为下一帧造影
    图像的感兴趣区域,以此类推即可自动设定每一帧造影图像的感兴趣区域。替代
    实施方式中,由于操作过程中探头运动和病人呼吸造成的器官运动,实际上感兴
    趣区域选中的病灶也在运动。病灶追踪???120就是为了保证在较小范围运动
    的情况下,能够实时地跟踪选中的感兴趣区域的病灶,保证计算时间强度曲线更
    加准确。由于在剧烈运动或者图像切面变化时,该算法也失去作用,因此病灶追
    踪???120的功能可以由用户根据情况选择是否开启。较佳实施方式中,用户
    完成选择感兴趣区域的步骤之后,系统默认开启病灶追踪功能。当病灶无法追踪
    或病灶跟丢时,感兴趣区域保持在最后能跟踪到病灶的位置。

    时间强度曲线计算???13用于计算感兴趣区域内的每一帧造影图像的信
    号强度,即图像灰度,并按照时间顺序显示出来,建立如图4所示的原始时间强
    度曲线(TIC)。通常,原始时间强度曲线不是理想状态的平滑的曲线,由呼吸和
    心跳运动带来的其他器官运动、还有探头运动带来的误差都会体现在这条曲线
    上。较佳实施方式中,该原始时间强度曲线对应的每一帧造影图像数据,可以按
    时间顺序存储在存储器13中,用于后续处理。

    无效数据去除???14用于除去一些明显的异常帧超声造影图像数据,例
    如探头突然移开导致造影图像变化差异非常大的数据。较佳实施方式中,这些明
    显异常帧超声造影图像数据的时间强度值往往比所有图像帧的时间强度值的平
    均值要小。请参阅图5,图5包括了图4去除明显异常帧造影图像数据之后的时
    间强度曲线。

    一实施方式中,超声造影分析系统计算出感兴趣区域内原始时间强度曲线的
    平均值,将平均值乘以一定加权系数作为后续处理的阈值,然后将平均值与所有
    原始时间强度值分别求差,将得到的结果再与阈值做比较,小于阈值的数据对应
    的造影图像帧视为异常图像帧,异常帧数据将用平均值代替。具体地,可以设定
    感兴趣区域的每帧造影图像时间强度曲线的函数为y(i),i表示当前帧数,将计
    算出的所有帧的时间强度值进行求和处理再求平均值:average=sum/N,N代表
    总帧数,sum表示所有y(i)的数据和。然后将每一帧感兴趣区域内的时间强度值
    y(i)依次减去平均值,得到的结果与平均值乘以一定加权系数比较,如果(average
    -y(i))>beta×average,则y(i)=average,其中beta是加权系数,beta*average
    为最小值阈值,其在系统中可调。该方法可以用较小的计算复杂度获得很好的效
    果,以除去一些明显的异常帧数据。

    最大值计算???15用于寻找系统中造影图像时间强度曲线的最大值点,并
    记录最大值时刻。一实施方式中,最大值计算???15寻找原始时间强度曲线的
    最大值点,对计算出的时间强度曲线进行遍历,同时寻找最大值点数值和时间。
    如果寻找出现多个最大值,则按照时间顺序选择第一个最大值点作为最大值。

    第一次曲线拟合???16用于对原始时间强度曲线进行第一次曲线拟合。具
    体地,第一次曲线拟合???16根据最大值计算???15的计算结果对最大值之
    前和之后的数据分别进行两次曲线拟合,这两次曲线拟合是同时进行的。所述的
    第一次曲线拟合的主要作用是对原始时间强度曲线进行平滑处理,以消除波形波
    动可能带来的参数计算误差。较佳实施方式中,第一次曲线拟合的方式采用多项
    式拟合。所述多项式拟合首先根据输入的数据计算出多项式拟合的系数p,然后
    根据计算出的系数p建立函数关系,例如:

    f(x)=P(1)×xN+P(2)×xN-1+...+P(N)×x+P(N+1),其中N表示多项式函
    数的阶数。本实施方式中,根据上述多项式函数进行第一次曲线拟合出的曲线是
    一条平滑的曲线。多项式阶数N由输入的造影图像的帧数决定,当帧数大于0
    小于100时N=4,当帧数大于100小于400时N=8,当帧数大于400小于800
    时N=16,当帧数大于800小于1200时N=24,当帧数大于1200时N=32。

    替代实施方式中,第一次曲线拟合???16可以包括曲线平滑???,该曲线
    平滑??槎栽际奔淝慷惹叩钠交砜梢圆捎弥兄德瞬ǚ绞?。具体地,该中
    值滤波方式先计算原始时间强度曲线的方差,然后根据方差的大小判断曲线平滑
    程度,进而建立方差和中值滤波器点数选择的联动机制即方差大小决定了中值滤
    波需要选择的点数。较佳实施方式中,平滑的点数范围是3~15个点。本实施方
    式中,对原始时间强度曲线的平滑处理过程可以在寻找系统中造影图像时间强度
    曲线的最大值点之后进行,也可以同时进行。

    其他替代实施方式中,由于器官运动导致的曲线波动的频率都比造影剂强度
    变化要剧烈,可以对除去异?;蛭扌е≡煊巴枷袷葜蟮氖奔淝慷惹呓衅?br />谱分析,然后采用FIR低通滤波方式与原始数据进行一次滤波处理。滤波处理可
    以滤除一些由于运动导致的曲线波动,使曲线平滑,便于参数计算和后续处理。

    第二次曲线拟合所需要的参数计算???17,根据第一次曲线拟合计算出第
    二次曲线拟合所需参数。本实施方式中,第二次曲线拟合所需参数包括:造影剂
    到达时间(Arrivaltime,AT)、造影剂峰值时间(Timetopeak,TTP)、造影
    剂峰值强度(Peakintensity,PI)、造影剂灌注上升斜率、造影剂消退下降斜率、
    造影平均时间强度和/或造影剂到达之前的平均强度。

    预处理???18,用于针对第二次曲线拟合函数的特性对上述计算出的第二
    次曲线拟合所需要的参数做一定限制,用于确保第二次曲线拟合所需要参数的合
    理性,确保第二次曲线拟合出的曲线不会出现数学上的错误或明显异常,一实施
    方式中,必须要保证造影剂开始显影之前的时间要小于造影剂到达峰值的时间;
    如果大于或出现相等的情况,第二次曲线拟合的曲线和后续根据第二次曲线计算
    出来的量化参数将出现错误。

    第二次曲线拟合???19根据上述计算出的第二次曲线拟合所需要的参数和
    可以选择的拟合模式进行第二次曲线拟合,对去除无效帧之后的造影图像数据进
    行最后的拟合并计算出造影量化参数,同时显示出来给用户参考。本实施方式中,
    该第二次曲线拟合步骤不同于第一次曲线拟合步骤,第二次曲线拟合步骤可以得
    出一条不同于第一次曲线拟合步骤形成的拟合曲线,且第二次曲线拟合步骤中该
    曲线的函数表达式是已知的。该第二次曲线拟合主要是用于显示及计算造影量化
    参数的曲线,该第二次曲线的拟合方式可以采用经验公式,例如:一实施方式中,
    造影剂团注射使用如下Gamma曲线拟合方式:

    SI(t)=A×[α((t-AT)/TTP)β×TTP×e-β×(t-AT-TTP)]+BI

    其中A是造影剂峰值强度,β是上升斜率;BI是造影剂注入之前的基准强
    度,一实施方式中该基准强度使用造影剂到达之前的平均强度来代替;AT是造
    影剂显影之前的时间;TTP是造影剂到达峰值的时间;α是拟合函数的校正因子。
    该校正因子和造影剂灌注上升斜率、造影剂消退下降斜率、AT和TTP均有关系。

    替代实施方式中,除了造影剂团注拟合方式,上述可以选择的拟合模式还可
    包括造影爆破再灌注拟合方式、造影剂慢注射拟合方式、造影剂灌注评价血流量
    拟合方式和造影剂消退拟合方式。该些可以选择的拟合模式可以定义为拟合模式
    选择???,并集成到声造影成像分析系统100中,作为可选择配置的功能,进
    而使设计灵活简单。

    较佳实施方式中,造影量化参数可以包括:平均渡越时间(Meantransmit
    time,MTT)、灌注曲线下面积(Areawashin,AWI)、曲线下面积(AreaWash
    out,AWO)和曲线各点的斜率。请参阅图5,图5包括了较佳实施方式第二次曲线
    拟合之后的时间强度曲线??梢钥闯?,经过第二次曲线拟合之后的时间强度曲线
    更加直观,也更加有利于计算造影量化参数。

    本发明所称的??槭峭瓿商囟üδ艿某绦蚨位蛘咧噶?,比程序更适合于描述
    软件在该超声造影成像分析装置10中的执行过程。针对??榈南喙孛枋隹刹握?br />针对图3的说明。需要说明的是,该超声造影成像分析系统100的多个??楸淮?br />存在该存储器13中并被配置成由相应的处理器11来执行。

    如图3所示,是本发明超声造影成像分析方法的较佳实施方式的流程图。较
    佳实施方式中,该超声造影成像分析方法包括步骤S101-步骤S109,下面分别对
    每个步骤进行详细说明。

    图像提供步骤S101:提供超声造影图像。该超声造影图像可以是已经存储
    的造影过程的视频图像数据或实时采集的造影视频图像数据。该超声造影图像可
    以为视频图像数据中的一帧造影图像。该步骤由图像输入???11执行,具体
    功能可参考上述图像输入???11的描述。

    感兴趣区域选取步骤S102:从上述超声造影图像中选取感兴趣区域。该步
    骤由感兴趣区域设定???12执行,具体可参考上述关于感兴趣区域设定???br />112的描述。根据需要,该超声造影成像分析方法还包括一可选择性开启或关闭
    的病灶追踪步骤S103,该病灶追踪步骤S103能够保证病灶一直在感兴趣区域内,
    即感兴趣区域能跟踪病灶的运动。

    时间强度计算步骤S104:计算区域内的每一帧超声造影的信号强度,建立
    原始时间强度曲线。该步骤的执行可以参考上述对时间强度曲线计算???13
    的相关描述。

    无效数据去除步骤S105:除去明显的异常帧超声造影图像数据。该步骤的
    执行可以参考上述对无效数据去除???14的功能描述。

    最大值计算步骤S106:寻找原始时间强度曲线的最大值点,并记录最大值
    时刻。该步骤由最大值计算???15执行,具体可参考上述最大值计算???15
    的相关描述。

    第一次曲线拟合步骤106’:对原始时间强度曲线进行第一次曲线拟合。该
    步骤由第一次曲线拟合???16执行,具体可参考上述第一次曲线拟合???16
    的相关描述。替代实施方式中,该第一次曲线拟合步骤S106’与最大值计算步骤
    S106可以合并为一个步骤,并由一个统一的??橹葱?,例如第一次曲线拟合模
    块116,此时可以省略该最大值计算???15。

    第二次曲线拟合所需要的参数计算S107:根据一次拟合的曲线计算第二次
    曲线拟合所需要的参数。具体可以参考上述对第二次曲线拟合所需要的参数计算
    ???17的相关描述。

    预处理步骤S108:对第二次曲线拟合所需要的参数做一定的限制,确保第
    二次曲线拟合出的曲线不会出现数学上的错误或明显异常。具体可以参考上述对
    预处理???18的相关描述。

    第二次曲线拟合步骤S109:根据上述计算出的第二次曲线拟合所需要的参
    数和选择的拟合模式进行第二次曲线拟合,然后根据第二次拟合得到的时间强度
    曲线计算出造影特征量化参数。具体可参考上述关于第二次曲线拟合???19
    的描述。

    替代实施方式中,第二次曲线拟合步骤109还可进一步包括一显示步骤,用
    于显示第二次曲线拟合结果和造影特征量化参数。

    本发明超声造影成像分析方法及系统首先针对选定的感兴趣区域结合病灶
    追踪功能计算出原始时间强度曲线;然后去除原始时间强度曲线明显异常的最小
    值数据帧,获得造影图像数据变化相对缓和的数据集合;接着找到原始时间强度
    曲线的最大值后进行第一次曲线拟合或平滑,以获得稳定的时间强度曲线;最后
    计算出第二次曲线拟合需要的参数。本发明的超声造影成像分析方法及系统可以
    在最大程度上抑制探头细微移动和呼吸或心脏等规律运动造成的造影图像数据
    误差,计算的参数更为准确。由于发明的超声造影成像分析系统及方法包括一个
    预处理步骤,其可以对第二次曲线拟合所需要的参数做一定的限制,因此还可以
    保证第二次曲线拟合出的曲线不会出现数学上的错误或明显异常,因此可以提高
    超声造影图像曲线拟合的准确程度。造影特征量化参数本发明的超声造影成像分
    析方法及系统可以直接在软件中实现,不需要修改系统硬件,其作为系统的可选
    配置???,使设计更加简单和灵活。

    综上所述,以上仅为本发明的较佳实施方式而已,并非用于限定本发明的保
    护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,
    均应包含在本发明的?;し段е?。

    关 键 词:
    超声 造影 成像 分析 方法 系统
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