[發(fā)明專利]一種基于超聲背向散射特性的熱損傷區(qū)域檢測(cè)方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010213180.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN111374705A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖夢(mèng)楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聚融醫(yī)療科技（杭州）有限公司
• 主分類號(hào): A61B8/00
• 分類號(hào): A61B8/00
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發(fā)明提供一種基于超聲背向散射特性的熱損傷區(qū)域檢測(cè)方法及系統(tǒng)。其中涉及的一種基于超聲背向散射特性的熱損傷區(qū)域檢測(cè)方法，包括：S1.獲取當(dāng)前溫度下的超聲背向散射信號(hào)，并計(jì)算熱消融成像區(qū)域的背向散射特征ARCN；S2.對(duì)熱消融的待成像區(qū)域進(jìn)行自適應(yīng)局域分解，并對(duì)ARCN進(jìn)行局域多項(xiàng)式擬合，得到擬合結(jié)果；S3.對(duì)擬合結(jié)果進(jìn)行空間平滑濾波，得到最終的熱消融檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明對(duì)熱消融的待成像區(qū)域進(jìn)行局域分解及處理，考慮了溫度分布和熱傳導(dǎo)的空間不均勻性。構(gòu)建了局部背向散射特征和多項(xiàng)式擬合階數(shù)之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)局域最優(yōu)擬合階數(shù)的自適應(yīng)選取。對(duì)擬合結(jié)果進(jìn)行空間平滑以解決相鄰局域可能存在的數(shù)據(jù)不連續(xù)問(wèn)題，進(jìn)一步優(yōu)化最終的熱消融監(jiān)控結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲監(jiān)控成像的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超聲背向散射特性的熱損傷區(qū)域檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)超聲成像逐漸被應(yīng)用于無(wú)創(chuàng)溫度監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。組織在加熱過(guò)程中的溫度變化會(huì)影響回波的干涉并使得超聲的背向散射成為一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，因而，超聲背向散射信號(hào)的概率分布與溫度有關(guān)。有研究表明可以用Nakagami參數(shù)來(lái)表示背向散射特性，此時(shí)超聲背向散射信號(hào)包絡(luò)R的概率密度函數(shù)(probability density function，pdf)表示為：

其中，Γ(·)表示gamma函數(shù)，U(·)表示單位階躍函數(shù)。令E(·)表示統(tǒng)計(jì)平均，則與尺度參數(shù)Ω和Nakagami參數(shù)m分別表示如下：

Ω＝E(R²)

Nakagami參數(shù)m由pdf決定，因而參數(shù)m能夠很好地反映超聲背向散射信號(hào)包絡(luò)的直方圖。

在Tsui等人的研究中(Po-Hsiang Tsui,Yu-Chen Shu,Wen-ShiangChen.Ultrasound temperature estimation based on probability variation ofbackscatter data[J].Medical Physics,2012,39(5):2369-2385)，ARCN(absolute ofthe ratio of the change in the Nakagami parameter，RCN絕對(duì)值)被用于熱損傷區(qū)域的自動(dòng)檢測(cè)，并且表明ARCN和溫度變化之間具有很高的相關(guān)性。為了準(zhǔn)確反映溫度分布的有效范圍和大小，Tsui采用多項(xiàng)式近似來(lái)預(yù)測(cè)溫度分布和熱傳導(dǎo)行為，具體為對(duì)整個(gè)熱成像區(qū)域采用固定的多項(xiàng)式階數(shù)進(jìn)行ARCN擬合，然而Tsui并未考慮溫度變化的空間不均勻性，即不同的空間區(qū)域可能需要不同的多項(xiàng)式擬合階數(shù)，溫度變化越劇烈需要的擬合階數(shù)越大，以此保證熱損傷區(qū)域的識(shí)別精度。綜上可知，Tsui選擇固定的擬合階數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)局部溫度的過(guò)估計(jì)或欠估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于超聲背向散射特性的熱損傷區(qū)域檢測(cè)方法及系統(tǒng)，從而使得空間溫度估計(jì)更加準(zhǔn)確。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于超聲背向散射特性的熱損傷區(qū)域檢測(cè)方法，包括步驟：

S1.獲取當(dāng)前溫度下的超聲背向散射信號(hào)，并計(jì)算熱消融成像區(qū)域的背向散射特征ARCN；

S2.對(duì)熱消融的待成像區(qū)域進(jìn)行自適應(yīng)局域分解，并對(duì)所述ARCN進(jìn)行局域多項(xiàng)式擬合，得到擬合結(jié)果；

S3.對(duì)所述擬合結(jié)果進(jìn)行空間平滑濾波，得到最終的熱消融檢測(cè)結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述步驟S1具體為：

S11.預(yù)設(shè)背向散射特征計(jì)算的參考溫度T_R，并獲取T_R溫度下的超聲背向散射信號(hào)；